Svako moderno vozilo opremljeno je električnim generatorom koji stvara struju za rad električnog sustava u vozilu i svih njegovih uređaja.Jedan od glavnih dijelova generatora je fiksni stator.O tome što je stator generatora, kako radi i radi, pročitajte u ovom članku.
Namjena statora generatora
U modernim automobilima i drugim vozilima koriste se sinkroni trofazni alternatori sa samouzbudom.Tipični generator sastoji se od fiksnog statora pričvršćenog u kućištu, rotora s pobudnim namotom, sklopa četkica (koji dovodi struju u namot polja) i ispravljačke jedinice.Svi dijelovi su sastavljeni u relativno kompaktan dizajn, koji je montiran na motor i ima remenski pogon od radilice.
Stator je fiksni dio automobilskog alternatora koji nosi radni namot.Tijekom rada generatora, u namotima statora nastaje električna struja, koja se pretvara (ispravlja) i dovodi u mrežu na vozilu.
Stator generatora ima nekoliko funkcija:
• Nosi radni namot u kojem se stvara električna struja;
• Obavlja funkciju dijela tijela za smještaj radnog namota;
• Igra ulogu magnetskog kruga za povećanje induktiviteta radnog namota i pravilnu raspodjelu linija magnetskog polja;
• Djeluje kao hladnjak - uklanja prekomjernu toplinu iz grijaćih namota.
Svi statori imaju u osnovi isti dizajn i ne razlikuju se u različitim tipovima.
Dizajn statora generatora
Strukturno, stator se sastoji od tri glavna dijela:
• Jezgra prstena;
• Radni namot (namoti);
• Izolacija namota.
Jezgra je sastavljena od željeznih prstenastih ploča s utorima s unutarnje strane.Paket se formira od ploča, krutost i čvrstoća strukture daje se zavarivanjem ili zakivanjem.U jezgri su napravljeni utori za polaganje namota, a svaka izbočina je jaram (jezgra) za zavoje namota.Jezgra je sastavljena od ploča debljine 0,8-1 mm, izrađenih od posebnih vrsta željeza ili ferolegura s određenom magnetskom propusnošću.Na vanjskoj strani statora mogu postojati rebra za poboljšanje rasipanja topline, kao i razni utori ili udubljenja za spajanje s kućištem generatora.
Trofazni generatori koriste tri namota, jedan po fazi.Svaki namot izrađen je od bakrene izolirane žice velikog poprečnog presjeka (promjera od 0,9 do 2 mm ili više), koja se postavlja određenim redoslijedom u utore jezgre.Namoti imaju stezaljke s kojih se uklanja izmjenična struja, obično je broj pinova tri ili četiri, ali postoje statori sa šest stezaljki (svaki od tri namota ima svoje stezaljke za spajanje jedne ili druge vrste).
U žljebovima jezgre nalazi se izolacijski materijal koji štiti izolaciju žice od oštećenja.Također, kod nekih tipova statora, u utore se mogu umetnuti izolacijski klinovi, koji dodatno djeluju kao fiksator zavoja namota.Sklop statora može se dodatno impregnirati epoksidnim smolama ili lakovima, što osigurava cjelovitost strukture (spriječava pomicanje zavoja) i poboljšava njegova elektroizolaciona svojstva.
Stator je kruto montiran u kućište generatora, a danas je najčešće korištena izvedba u kojoj jezgra statora djeluje kao dio tijela.To se provodi jednostavno: stator je stegnut između dva poklopca kućišta generatora, koji su zategnuti klinovima - takav "sendvič" omogućuje vam stvaranje kompaktnih dizajna s učinkovitim hlađenjem i lakoćom održavanja.Dizajn je također popularan, u kojem se stator kombinira s prednjim poklopcem generatora, a stražnji poklopac se može ukloniti i omogućuje pristup rotoru, statoru i drugim dijelovima.
Vrste i karakteristike statora
Statori generatora razlikuju se po broju i obliku utora, shemi polaganja namota u utore, dijagramu ožičenja namota i električnim karakteristikama.
Prema broju utora za zavoje namota, statori su dvije vrste:
• Sa 18 utora;
• Sa 36 utora.
Danas se najčešće koristi dizajn s 36 utora, jer pruža bolje električne performanse.Generatori sa statorima s 18 utora danas se mogu naći na nekim domaćim automobilima ranih izdanja.
Prema obliku utora, statori su tri vrste:
• S otvorenim utorima - utori pravokutnog poprečnog presjeka, zahtijevaju dodatnu fiksaciju zavoja namota;
• S poluzatvorenim (klinastim) žljebovima - žljebovi su suženi prema gore, pa se zavojnice namota učvršćuju umetanjem izolacijskih klinova ili kambrika (PVC cijevi);
• S poluzatvorenim utorima za namote s jednostrukim zavojnicama - utori imaju složen presjek za polaganje jednog ili dva zavoja žice velikog promjera ili žice u obliku široke trake.
Prema shemi polaganja namota, statori su tri vrste:
• S krugom petlje (raspodijeljene petlje) - žica svakog namota postavljena je u utore jezgre s petljama (obično je jedan zavoj položen u koracima od dva utora, zavoji drugog i trećeg namota smješteni su u ove utore - tako da namoti postižu pomak potreban za stvaranje trofazne izmjenične struje);
• S valovito koncentriranim krugom - žica svakog namota se postavlja u utore u valovima, zaobilazeći ih s jedne strane na drugu, au svakom utoru postoje dva zavoja jednog namota usmjerena u jednom smjeru;
• S valovito raspodijeljenim krugom - žica je također položena u valovima, ali zavoji jednog namota u utorima usmjereni su u različitim smjerovima.
Za bilo koju vrstu slaganja, svaki namot ima šest zavoja raspoređenih po jezgri.
Bez obzira na način polaganja žice, postoje dvije sheme za spajanje namota:
• "Zvijezda" - u ovom slučaju, namoti su spojeni paralelno (krajevi sva tri namota su spojeni u jednoj (nultoj) točki, a njihovi početni terminali su slobodni);
• "Trokut" - u ovom slučaju, namoti su spojeni u seriju (početak jednog namota s krajem drugog).
Pri povezivanju namota sa "zvijezdom" uočava se veća struja, ovaj krug se koristi na generatorima snage ne veće od 1000 vata, koji učinkovito rade pri malim brzinama.Pri povezivanju namota s "trokutom", struja se smanjuje (1,7 puta u odnosu na "zvijezdu"), međutim, generatori s takvom shemom povezivanja rade bolje pri velikim snagama, a može se koristiti i vodič manjeg presjeka. koriste za njihove namotaje.
Često se umjesto "trokuta" koristi krug "dvostruke zvijezde", u kojem slučaju stator ne bi trebao imati tri, već šest namota - tri namota su povezana "zvijezdom", a dvije "zvijezde" su spojene na opterećenje paralelno.
Što se tiče izvedbe, za statore je najvažniji nazivni napon, snaga i nazivna struja u namotima.Prema nazivnom naponu statori (i generatori) se dijele u dvije skupine:
• S naponom namota od 14 V - za vozila s naponom mreže u vozilu od 12 V;
• S naponom u namotima od 28 V - za opremu s mrežnim naponom od 24 V.
Generator proizvodi viši napon, jer se neizbježno javlja pad napona u ispravljaču i stabilizatoru, a na ulazu u elektroenergetsku mrežu na vozilu već se opaža normalni napon od 12 ili 24 V.
Većina generatora za automobile, traktore, autobuse i drugu opremu ima nazivnu struju od 20 do 60 A, za automobile je dovoljno 30-35 A, za kamione 50-60 A, proizvode se generatori sa strujom do 150 ili više A za tešku opremu.
Princip rada statora generatora
Rad statora i cijelog generatora temelji se na pojavi elektromagnetske indukcije – nastanku struje u vodiču koji se giba u magnetskom polju ili miruje u izmjeničnom magnetskom polju.U automobilskim generatorima koristi se drugi princip - vodič u kojem nastaje struja miruje, a magnetsko polje se stalno mijenja (rotira).
Kada se motor pokrene, rotor generatora počinje se okretati, dok se napon iz baterije dovodi do njegovog uzbudljivog namota.Rotor ima višepolnu čeličnu jezgru, koja, kada se struja nanese na namot, postaje elektromagnet, odnosno rotirajući rotor stvara izmjenično magnetsko polje.Linije polja ovog polja sijeku stator koji se nalazi oko rotora.Jezgra statora raspoređuje magnetsko polje na određeni način, njegove linije sile prelaze zavoje radnih namota - zbog elektromagnetske indukcije u njima se stvara struja, koja se uklanja sa stezaljki namota, ulazi u ispravljač, stabilizator i on-board mreža.
S povećanjem brzine motora, dio struje iz radnog namota statora dovodi se do namota polja rotora - tako da generator prelazi u način samouzbude i više mu nije potreban izvor struje treće strane.
Tijekom rada stator generatora doživljava zagrijavanje i električna opterećenja, a izložen je i negativnim utjecajima okoline.S vremenom to može dovesti do pogoršanja izolacije između namota i električnog kvara.U tom slučaju potrebno je popraviti ili potpuno zamijeniti stator.Uz redovito održavanje i pravovremenu zamjenu statora, generator će pouzdano služiti, stabilno opskrbljujući automobil električnom energijom.
Vrijeme objave: 24. kolovoza 2023