1.7. Характеристики генераторных установок
Основной характеристикой генераторной установки является ее токоскоростная характеристика (ТСХ), т. е.
зависимость тока, отдаваемого генератором в сеть, от частоты вращения его ротора при постоянной величине
напряжения на силовых выводах генератора. Характеристика эта определяется при работе генераторной уста-
новки в комплекте с полностью заряженной аккумуляторной батареей с номинальной емкостью выраженной в
А • ч, составляющей не менее 50% номинальной силы тока генератора. Характеристика может определяться в
холодном и нагретом состояниях генератора. При этом под холодным состоянием понимается такое, при кото-
ром температура всех частей и узлов генератора равна температуре окружающей среды, величина которой
должна быть 23±5°С. Температура воздуха определяется в точке на расстоянии 5 см от воздухозаборника гене-
ратора. Поскольку генератор во время снятия характеристики нагревается за счет выделяемых в нем потерь
мощности, то методически трудно снять ТСХ в холодном состоянии и большинство фирм приводит токоскоро-
стные характеристики генераторов в нагретом состоянии, т. е. в состоянии при котором узлы и детали генера-
тора нагреты в каждой определяемой точке до установившейся величины за счет выделяемых в генераторе по-
терь мощности при указанной выше температуре охлаждающего воздуха. Диапазон изменения частоты враще-
ния при снятии характеристики заключен между минимальной частотой, при которой генераторная установка
развивает силу тока 2 А (около 1000 мин-') и максимальной. Снятие характеристики осуществляется с интерва-
лом 500 до 4000 мин' и 1000 мин-' при более высоких частотах. Некоторые фирмы приводят токоскоростные
характеристики, определенные при номинальном напряжении, т. е. при 14 В, характерном для легковых авто-
мобилей. Однако снять такие характеристики возможно только с регулятором специально перестроенном на
высокий уровень поддержания напряжения. Чтобы предотвратить работу регулятора напряжения при снятии
токоскоростной характеристики, ее определяют при напряжениях Ut=13,5±0,l В для 12-вольтовой бортовой
системы. Допускается и ускоренный метод определения токоскоростной характеристики, требующий специ-
ального автоматизированного стенда, при котором генератор прогревается в течение 30 мин при частоте вра-
щения 3000 мин-', соответствующей этой частоте, силе тока и указанном выше напряжении. Время снятия ха-
рактеристики не должно превышать 30 с при постоянно меняющейся частоте вращения.
Токоскоростная характеристика имеет характерные точки, к которым относятся:14
n0 - начальная частота вращения без нагрузки. Поскольку обычно снятие характеристики начинают с тока
нагрузки (около 2 А, то эта точка получается экстраполяцией снятой характеристики до пересечения с осью
абсцисс.
nL - минимальная рабочая частота вращения, т. е. частота вращения, примерно соответствующая частоте хо-
лостого хода двигателя. Условно принимается, nL = 1500 мин-'. Этой частоте соответствует ток IL. Фирма Bosch
для "компактных" генераторов приняла nL=1800 мин'. Обычно IL составляет 40...50% номинального тока.
nR - номинальная частота вращения, при которой вырабатывается номинальный ток IR. Эта частота враще-
ния принята nR = 6000 мин', IR - наименьшая сила тока, который генераторная установка должна выработать при
частоте вращения nR.
NMAX - максимальная частота вращения. При этой частоте вращения генератор вырабатывает максимальную
силу тока IMAX . Обычно максимальная сила тока мало отличается от номинальной IR (не более, чем на 10%).
Фирмы приводят в своих информационных материалах в основном только характерные точки токоскорост-
ной характеристики. Однако, для генераторных установок легковых автомобилей с достаточной степенью точ-
ности можно определить токоскоростную характеристику по известной номинальной величине силы тока / и
характеристике по рис. 13, где величины силы тока генератора даны по отношению к ее номинальной величине.
Рис. 13. Выходные характеристики автомобильных генера-
торов. 1 - токоскоростная характеристика. 2 - КПД по точкам
токоскоростной характеристики
Кроме токоскоростной характеристики генераторную уста-
новку характеризует еще и частота самовозбуждения. При ра-
боте генератора на автомобиле в комплекте с аккумуляторной
батареей генераторная установка должна самовозбуждаться при
частоте вращения двигателя меньшей, чем частота вращения
его холостого хода. При этом, конечно, в схему должны быть
включены лампа контроля работоспособного состояния генера-
торной установки мощностью, оговоренной для нее фирмой -
изготовителем генератора и параллельно ей резисторы, если
они предусмотрены схемой.
Другой характеристикой, по которой можно представить
энергетические способности генератора, т. е. определить величину мощности, забираемой генератором от дви-
гателя, является величина его коэффициента полезного действия (КПД), определяемого в режимах соответст-
вующих точкам токоскоростной характеристики (рис. 13), величина КПД по рис. 13 приведена для ориентиров-
ки , т. к. она зависит от конструкции генератора - толщины пластин, из которых набран статор, диаметра кон-
тактных колец, подшипников, сопротивления обмоток и т. п., но, главным образом, от мощности генератора.
Чем генератор мощнее, тем его КПД выше
Наконец, генераторную установку характеризует диапазон ее выходного напряжения, при изменении в оп-
ределенных пределах частоты вращения, силы тока нагрузки и температуры. Обычно в проспектах фирм ука-
зывается напряжение между силовым выводом "+" и "массой" генераторной установки в контрольной точке или
напряжение настройки регулятора при холодном состоянии генераторной установки частоте вращения 6000
мин', нагрузке силой тока 5 А и работе в комплекте с аккумуляторной батареей, а также термокомпенсация -
изменение регулируемого напряжения в зависимости от температуры окружающей среды. Термокомпенсация
указывается в виде коэффициента, характеризующего изменение напряжения при изменении температуры ок-
ружающей среды на ~1°С. Как было показано выше, с ростом температуры напряжение генераторной установ-
ки уменьшается. Для легковых автомобилей некоторые фирмы предлагают генераторные установки со сле-
дующим напряжением настройки регулятора и термокомпенсацией:
Напряжение натсройки,В 14,1±0,1 14,5±0,1
Термокомпенсация, мВ/°С 7±1,5 -10±2
Ниже приводятся основные характеристики и особенности конструкции генераторов зарубежных фирм.
Следует помнить, что под генератором фирмы имеют в виду генераторную установку, т. е. генератор в ком-
плекте со встроенным в него регулятором напряжения.