Лабораторна робота № 7
Електрообладнання автомобіля. Джерела струму
Мета роботи: вивчити призначення, будовe та принцип дії джерел електричної енергії в автомобілі
Методичні вказівки
Електрообладнання автомобіля забезпечує надійне функціонування силової установки, трансмісії і ходової частини, безпеку руху, автоматизацію робочих процесів і нормальні умови праці водія.
Електрообладнання автомобіля являє собою складний комплекс взаємопов'язаних електричних та електронних пристроїв. Джерелами електричної енергії в автомобілі є акумуляторна батарея та генератор.
Акумуляторна батарея (АКБ) являє собою хімічне джерело струму, яке запасає енергію, необхідну для живлення електричного стартера, що обертає двигун при пуску. Крім того, вона забезпечує роботу електричних приладів автомобіля при нестачі або відсутності потужності, що розвиває генератор. На транспортних засобах в основному застосовуються свинцево-кислотні стартерні батареї, що складаються з послідовно з'єднаних акумуляторів, встановлених в загальному корпусі.
В зарядженому стані активна маса позитивних пластин являє собою окис свинцю, а активна маса негативних пластин – чистий губчастий свинець.
Найсучаснішими акумуляторними батареями є герметизовані клапанно-рекомбінаційні акумулятори, які часто позначають скорочено VRLA (Valve Regulated Lead Acid, в перекладі з англ. Клапан-Регульовані Свинцево-Кислотні) або ж SLA (Sealed Lead Acid – Герметизовані Свинцево-Кислотні).
Особливість акумуляторів типу VRLA – відсутність необхідності доливу води протягом усього терміну служби і практично повна відсутність виділення газів (водню і кисню) – продуктів електролізу води, що входить до складу електроліту. Тому їх нерідко називають герметизованими необслуговуваними. Незначне обслуговування, тим не менш, необхідно: перш за все, візуальний огляд, протирання від пилу, підтяжка з'єднань і контроль напруг.
Електроліт в акумуляторах VRLA знаходиться у зв'язаному стані. В залежності від способу іммобілізації електроліту акумулятори поділяються на дві основні групи – AGM акумулятори та GEL (гелеві акумулятори),
Відомі також типи лугових акумуляторів, в яких активною масою позитивних пластин служить гідрат окису нікеля, а негативні пластини заповнені мілкозернистим порошком окислів заліза. Як електроліт застосовується розчин їдкого калію в дистильованій воді. Характерно, що лужний електроліт не приймає участі в електрохімічних реакціях і слугує тільки для переносу електричних зарядів. Тому густина електроліту постійна і не залежить від ступеню зарядки батареї.
Лужні акумулятори міцні, не бояться короткочасного короткого замикання, у них менший саморозряд. Але вони в два рази важчі від кислотних батарей тої ж потужності і дуже громіздкі. Тому цей тип акумуляторних батарей мало поширений на автотранспорті.
Генератор служить джерелом струму при працюючому двигуні і одночасно підзаряджає акумуляторну батарею. Варто вивчити принципи дії генераторів постійного і змінного струму; знати призначення, склад і роботу реле-регуляторів (регуляторів напруги).
Генератори змінного струму мають значні переваги в порівнянні з генераторами постійного струму: вони легші і компактніші, більш надійні (через відсутність колектора) і мають кращі характеристики віддачі. Це обумовлює переважне застосування генераторів змінного струму на сучасних автомобілях.
Будь-який сучасний автомобільний генератор змінного струму обов'язково містить потужний напівпровідниковий випрямний пристрій, вмонтований безпосередньо в корпус генератора. Випрямляч генератора виконує функцію перетворення синусоїдального напруги, що виробляється генератором, в постійну напругу бортової мережі автомобіля. Найбільшого поширення в автомобільних генераторах змінного струму отримали двополуперіодні 3-х фазні випрямлячі, зібрані за схемою Ларіонова.
Незалежно від типу генератора в системі електропостачання необхідний регулюючий елемент. Підтримання постійної напруги при збільшенні частоти обертання ротора генератора можливо лише при зменшенні магнітного потоку. Зменшити струм збудження, а отже, і магнітний потік можна замиканням обмотки збудження, перериванням ланцюга збудження або включенням послідовно з обмоткою збудження додаткового резистора.
Зі збільшенням частоти обертання ротора зростає ЕРС і напруга генератора перевищує регульоване значення. При цьому регулятор напруги одним із зазначених способів зменшує струм збудження, що призводить до зменшення магнітного потоку, ЕРС і напруги генератора. Зниження напруги приводить до необхідності збільшення струму збудження. Цей процес повторюється періодично, завдяки чому напруга генератора коливається близько регульованого значення.
Такий принцип регулювання може бути реалізований пристроями різного типу. На автомобілях знайшли широке застосування регулятори напруги електромагнітного, електронного та змішаного типів. З переходом на системи електропостачання з генератором змінного струму регулятори електронного та змішаного типів практично витіснили електромагнітні регулятори, які широко застосовувалися в основному з генераторами постійного струму.
Зміст роботи
Вивчити:
- призначення, будову та принцип дії акумуляторних батарей;
- призначення, будову та принцип дії генераторів змінного струму та випрямлячів змінного струму;
- призначення, будову та принцип дії регуляторів напруги.
Виписати основні дані по джерелам електричного струму:
- тип та основні характеристики акумуляторної батареї;
- тип, модель генератора та його характеристики;
- опір обмоток генератора;
- тип, модель та основні характеристики регулятора напруги.
Накреслити:
- схему генераторної установки;
- принципову схему з’єднання обмоток та випрямляча напруги;
- принципову схему регулятора напруги.
Контрольні запитання
1. Призначення, будова і принцип роботи акумуляторної батареї.
2. Склад електроліту, правила поведінки при роботі з ним.
3. Особливості будови герметизованих клапанно-рекомбінаційних акумуляторних батарей.
4. Особливості будови та застосованого електроліту в акумуляторах типу AGM.
5. Особливості будови та застосованого електроліту в акумуляторах типу GEL.
6. Основні характеристики акумуляторних батарей. Маркування акумуляторних батарей.
7. Призначення, будова і принцип роботи генератора змінного струму.
8. Способи збудження генератора. Схеми.
9. Способи з’єднання обмоток генераторів. Схеми випрямлячів змінного струму.
10. Призначення, типи і робота регуляторів напруги. Принципові схеми.
