مولد الجزء الثابت: توليد التيار

stator_generatora_1

تم تجهيز كل مركبة حديثة بمولد كهربائي يولد تيارًا لتشغيل النظام الكهربائي الموجود على متن السيارة وجميع أجهزته.أحد الأجزاء الرئيسية للمولد هو الجزء الثابت.اقرأ عن ماهية الجزء الثابت للمولد وكيف يعمل ويعمل في هذه المقالة.

 

 

الغرض من الجزء الثابت للمولد

في السيارات الحديثة والمركبات الأخرى، يتم استخدام مولدات متزامنة ثلاثية الطور مع الإثارة الذاتية.يتكون المولد النموذجي من عضو ثابت مثبت في مبيت، ودوار مزود بملف إثارة، ومجموعة فرشاة (تزود التيار إلى ملف المجال)، ووحدة مقوم.يتم تجميع جميع الأجزاء في تصميم مدمج نسبيًا، يتم تركيبه على المحرك ويحتوي على حزام محرك من العمود المرفقي.

الجزء الثابت هو جزء ثابت من مولد السيارة الذي يحمل ملف عمل.أثناء تشغيل المولد، ينشأ تيار كهربائي في اللفات الثابتة، والذي يتم تحويله (تصحيحه) وتغذيته في الشبكة الموجودة على متن الطائرة.

يحتوي الجزء الثابت للمولد على عدة وظائف:

• يحمل ملف عمل يتم فيه توليد تيار كهربائي.
• يؤدي وظيفة جزء من الجسم لاستيعاب عملية العمل.
• يلعب دور الدائرة المغناطيسية لزيادة محاثة ملف العمل والتوزيع الصحيح لخطوط المجال المغناطيسي.
• يعمل كمشتت للحرارة - يزيل الحرارة الزائدة من ملفات التسخين.

جميع الأعضاء الساكنة لها نفس التصميم بشكل أساسي ولا تختلف في مجموعة متنوعة من الأنواع.

 

تصميم الجزء الثابت للمولد

من الناحية الهيكلية، يتكون الجزء الثابت من ثلاثة أجزاء رئيسية:

• حلقة الأساسية.
• العمل متعرجا (اللفات).
• عزل اللفات.

يتم تجميع القلب من صفائح حلقية حديدية ذات أخاديد من الداخل.يتم تشكيل الحزمة من الألواح، ويتم توفير صلابة وصلابة الهيكل عن طريق اللحام أو التثبيت.في القلب، يتم عمل الأخاديد لوضع اللفات، وكل نتوء عبارة عن نير (أساسي) للمنعطفات المتعرجة.يتم تجميع القلب من صفائح بسمك 0.8-1 مم، مصنوعة من درجات خاصة من الحديد أو السبائك الحديدية ذات نفاذية مغناطيسية معينة.قد تكون هناك زعانف على الجزء الخارجي من الجزء الثابت لتحسين تبديد الحرارة، بالإضافة إلى أخاديد أو تجاويف مختلفة للالتحام بغلاف المولد.

stator_generatora_2

تستخدم المولدات ثلاثية الطور ثلاث ملفات، واحدة لكل مرحلة.كل ملف مصنوع من سلك نحاسي معزول ذو مقطع عرضي كبير (قطره من 0.9 إلى 2 مم أو أكثر)، والذي يتم وضعه بترتيب معين في أخاديد القلب.تحتوي اللفات على أطراف يتم إزالة التيار المتردد منها، وعادة ما يكون عدد الأطراف ثلاثة أو أربعة، ولكن هناك أجزاء ساكنة بستة أطراف (كل من اللفات الثلاثة لها أطرافها الخاصة لإجراء اتصالات من نوع أو آخر).

يوجد في أخاديد القلب مادة عازلة تحمي عزل السلك من التلف.أيضًا، في بعض أنواع الجزء الثابت، يمكن إدخال أسافين عازلة في الأخاديد، والتي تعمل بالإضافة إلى ذلك كمثبت للدوران المتعرج.بالإضافة إلى ذلك، يمكن تشريب الجزء الثابت براتنجات الإيبوكسي أو الورنيش، مما يضمن سلامة الهيكل (يمنع تحول المنعطفات) ويحسن خصائص العزل الكهربائي.

يتم تثبيت الجزء الثابت بشكل صارم في مبيت المولد، والتصميم الأكثر استخدامًا اليوم هو أن قلب الجزء الثابت يعمل كجزء من الجسم.يتم تنفيذ ذلك ببساطة: يتم تثبيت الجزء الثابت بين غطاءين من غلاف المولد، اللذين يتم ربطهما بمسامير - تتيح لك مثل هذه "الساندويتش" إنشاء تصميمات مدمجة مع تبريد فعال وسهولة الصيانة.يحظى التصميم أيضًا بشعبية كبيرة، حيث يتم دمج الجزء الثابت مع الغطاء الأمامي للمولد، ويكون الغطاء الخلفي قابلاً للإزالة ويوفر الوصول إلى الدوار والجزء الثابت وأجزاء أخرى.

أنواع وخصائص الساكنة

تختلف الأجزاء الساكنة للمولدات في عدد وشكل الأخاديد ومخطط وضع اللفات في الأخاديد ومخطط توصيل اللفات والخصائص الكهربائية.

وفقًا لعدد الأخاديد الخاصة بلفات اللفات، فإن الجزء الثابت من نوعين:

• مع 18 فتحة.
• مع 36 فتحة.

اليوم، يعد التصميم ذو الـ 36 فتحة هو الأكثر استخدامًا، لأنه يوفر أداءً كهربائيًا أفضل.يمكن العثور على المولدات ذات الأجزاء الثابتة ذات 18 أخاديد اليوم في بعض السيارات المحلية ذات الإصدارات المبكرة.

حسب شكل الأخاديد فإن الساكنات تنقسم إلى ثلاثة أنواع:

• مع الأخاديد المفتوحة - الأخاديد ذات المقطع العرضي المستطيل، فإنها تتطلب تثبيتًا إضافيًا لللفات.
• ذات أخاديد شبه مغلقة (على شكل إسفين) - تكون الأخاديد مدببة لأعلى، بحيث يتم تثبيت ملفات اللف عن طريق إدخال أسافين عازلة أو كمبريك (أنابيب PVC)؛
• مع الأخاديد شبه المغلقة لللفات ذات الملفات ذات الدورة الواحدة - تحتوي الأخاديد على مقطع عرضي معقد لوضع دورة أو اثنتين من الأسلاك أو الأسلاك ذات القطر الكبير على شكل شريط عريض.

stator_generatora_4

وفقًا لمخطط وضع اللف، تنقسم الأجزاء الساكنة إلى ثلاثة أنواع:

• مع دائرة حلقة (حلقة موزعة) - يتم وضع سلك كل ملف في أخاديد القلب مع حلقات (عادةً ما يتم وضع دورة واحدة بزيادات من أخاديد، ويتم وضع لفات اللفات الثانية والثالثة في هذه الأخاديد - وبالتالي فإن اللفات تكتسب التحول اللازم لتوليد تيار متناوب ثلاثي الطور)؛
• بدائرة مركزة الموجة - يتم وضع سلك كل ملف في الأخاديد على شكل أمواج، متجاوزاً إياها من جانب إلى آخر، وفي كل أخدود يوجد لفتان من ملف واحد موجهة في اتجاه واحد؛
• مع دائرة موزعة موجية - يتم وضع السلك أيضًا في موجات، ولكن يتم توجيه لفات أحد الملفات في الأخاديد في اتجاهات مختلفة.

بالنسبة لأي نوع من التراص، تحتوي كل ملف على ست دورات موزعة على القلب.

بغض النظر عن طريقة وضع السلك، هناك نظامان لتوصيل اللفات:

• "نجمة" - في هذه الحالة، يتم توصيل اللفات بالتوازي (نهايات اللفات الثلاث متصلة عند نقطة واحدة (صفر)، وتكون أطرافها الأولية حرة)؛
• "المثلث" - في هذه الحالة، يتم توصيل اللفات على التوالي (بداية أحد اللفات مع نهاية الآخر).

عند توصيل اللفات بـ "نجمة" يلاحظ تيار أعلى، وتستخدم هذه الدائرة على المولدات التي لا تزيد قوتها عن 1000 واط، والتي تعمل بكفاءة عند السرعات المنخفضة.عند توصيل اللفات بـ "مثلث"، يتم تقليل التيار (1.7 مرة بالنسبة إلى "النجم")، ومع ذلك، تعمل المولدات ذات مخطط الاتصال هذا بشكل أفضل عند القوى العالية، ويمكن توصيل موصل ذو مقطع عرضي أصغر تستخدم لللفات الخاصة بهم.

في كثير من الأحيان، بدلاً من "المثلث"، يتم استخدام دائرة "نجمة مزدوجة"، وفي هذه الحالة يجب ألا يحتوي الجزء الثابت على ثلاث لفات، بل ستة لفات - ثلاث لفات متصلة بواسطة "نجمة"، و"نجمتان" متصلتان بـ الحمل بالتوازي.

من حيث الأداء، بالنسبة للأعضاء الساكنة، فإن الشيء الأكثر أهمية هو الجهد المقنن والطاقة والتيار المقنن في اللفات.وفقًا للجهد الاسمي، تنقسم الساكنات (والمولدات) إلى مجموعتين:

• بجهد لف يبلغ 14 فولت - للمركبات ذات جهد شبكة داخلي يبلغ 12 فولت؛
• بجهد في اللفات 28 فولت - للمعدات ذات جهد الشبكة على متن الطائرة 24 فولت.

ينتج المولد جهدًا أعلى، نظرًا لأن انخفاض الجهد يحدث حتمًا في المقوم والمثبت، وعند مدخل شبكة الطاقة الموجودة على متن الطائرة، لوحظ بالفعل جهد عادي يبلغ 12 أو 24 فولت.

معظم مولدات السيارات والجرارات والحافلات وغيرها من المعدات لديها تيار مقدر من 20 إلى 60 أمبير، 30-35 أمبير يكفي للسيارات، 50-60 أمبير للشاحنات، ويتم إنتاج مولدات بتيار يصل إلى 150 أو أكثر للمعدات الثقيلة .

مبدأ عمل المولد الثابت

يعتمد تشغيل الجزء الثابت والمولد بأكمله على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي - حدوث تيار في موصل يتحرك في مجال مغناطيسي أو يستقر في مجال مغناطيسي متناوب.في مولدات السيارات، يتم استخدام المبدأ الثاني - الموصل الذي ينشأ فيه التيار في حالة راحة، والمجال المغناطيسي يتغير باستمرار (التناوب).

عندما يبدأ المحرك، يبدأ دوار المولد في الدوران، في نفس الوقت يتم توفير الجهد من البطارية إلى لفه المثير.يحتوي الدوار على قلب فولاذي متعدد الأقطاب، والذي، عند تطبيق التيار على الملف، يصبح مغناطيسًا كهربائيًا، على التوالي، يخلق الدوار الدوار مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا.تتقاطع خطوط المجال لهذا المجال مع الجزء الثابت الموجود حول الدوار.يوزع قلب الجزء الثابت المجال المغناطيسي بطريقة معينة، وتتقاطع خطوط قوته مع لفات اللفات العاملة - بسبب الحث الكهرومغناطيسي، يتم إنشاء تيار فيها، والذي يتم إزالته من أطراف اللف، ويدخل إلى المقوم، استقرار والشبكة على متن الطائرة.

مع زيادة سرعة المحرك، يتم تغذية جزء من التيار من ملف عمل الجزء الثابت إلى ملف مجال الدوار - لذلك ينتقل المولد إلى وضع الإثارة الذاتية ولم يعد بحاجة إلى مصدر تيار خارجي.

أثناء التشغيل، يتعرض الجزء الثابت للمولد لأحمال حرارية وكهربائية، كما يتعرض أيضًا للتأثيرات البيئية السلبية.بمرور الوقت، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدهور العزل بين اللفات والانهيار الكهربائي.في هذه الحالة، يجب إصلاح الجزء الثابت أو استبداله بالكامل.مع الصيانة الدورية واستبدال الجزء الثابت في الوقت المناسب، سيعمل المولد بشكل موثوق، ويزود السيارة بالطاقة الكهربائية بشكل ثابت.


وقت النشر: 24 أغسطس 2023