ऑटोमोबाइल जनरेटर.
ऑटोमोबाइल जनरेटर ऑटोमोबाइल की मुख्य बिजली आपूर्ति है, इसका कार्य इंजन सामान्य रूप से चलने पर सभी विद्युत उपकरणों (स्टार्टर को छोड़कर) को बिजली की आपूर्ति करना और साथ ही बैटरी को चार्ज करना है।
सामान्य अल्टरनेटर तीन-चरण स्टेटर वाइंडिंग के आधार पर, घुमावदार घुमावों की संख्या बढ़ाएं और टर्मिनल को बाहर निकालें, तीन-चरण ब्रिज रेक्टिफायर का एक सेट जोड़ें। कम गति पर, प्राथमिक वाइंडिंग और एक्सटेंशन वाइंडिंग श्रृंखला में आउटपुट होते हैं, और उच्च गति पर, केवल प्राथमिक तीन-चरण वाइंडिंग आउटपुट होते हैं।
काम के सिद्धांत
संपूर्ण अल्टरनेटर का कार्य सिद्धांत
जब बाहरी सर्किट ब्रश के माध्यम से फ़ील्ड वाइंडिंग को सक्रिय करता है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, जिससे पंजे का ध्रुव एन ध्रुव और एस ध्रुव में चुंबकित हो जाता है। जब रोटर घूमता है, तो स्टेटर वाइंडिंग में चुंबकीय प्रवाह बारी-बारी से बदलता है, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत के अनुसार, स्टेटर तीन-चरण वाइंडिंग बारी-बारी से प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न करेगा। इस प्रकार अल्टरनेटर बिजली उत्पन्न करता है।
प्राइम मूवर (यानी इंजन) गति एन (आरपीएम) और तीन चरण स्टेटर वाइंडिंग इंडक्शन एसी क्षमता पर घूमने के लिए डीसी उत्साहित सिंक्रोनस जनरेटर रोटर को खींचता है। यदि स्टेटर वाइंडिंग विद्युत भार से जुड़ा है, तो मोटर में एसी पावर आउटपुट होता है, और एसी पावर जनरेटर के अंदर रेक्टिफायर ब्रिज के माध्यम से आउटपुट टर्मिनल से डायरेक्ट करंट में परिवर्तित हो जाती है।
अल्टरनेटर को स्टेटर वाइंडिंग और रोटर वाइंडिंग के दो भागों में विभाजित किया गया है, तीन-चरण स्टेटर वाइंडिंग को एक दूसरे के बीच 120 डिग्री के अंतर के विद्युत कोण के अनुसार शेल पर वितरित किया जाता है, रोटर वाइंडिंग दो ध्रुव पंजे से बनी होती है। जब रोटर वाइंडिंग को प्रत्यक्ष धारा से जोड़ा जाता है, तो यह उत्तेजित होता है, और दो ध्रुव पंजे एन ध्रुव और एस ध्रुव बनाते हैं। चुंबकीय क्षेत्र रेखा एन ध्रुव से शुरू होती है, वायु अंतराल के माध्यम से स्टेटर कोर में प्रवेश करती है और निकटवर्ती एस ध्रुव पर लौट आती है। एक बार रोटर घूमने के बाद, रोटर वाइंडिंग चुंबकीय बल रेखा को काट देगी, और स्टेटर वाइंडिंग में 120 डिग्री विद्युत कोण के अंतर के साथ साइनसॉइडल इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न करेगी, यानी, तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा, और फिर रेक्टिफायर तत्व के माध्यम से बनाई गई डायोड का प्रत्यक्ष धारा आउटपुट में।
जब स्विच बंद होता है, तो बैटरी सबसे पहले करंट प्रदान करती है। सर्किट है:
बैटरी सकारात्मक → चार्जिंग लाइट → नियामक संपर्क → उत्तेजना वाइंडिंग → लैप आयरन → बैटरी नकारात्मक। इस समय, करंट गुजरने के कारण चार्जिंग इंडिकेटर लाइट जल जाएगी।
हालाँकि, इंजन शुरू होने के बाद, जैसे-जैसे जनरेटर की गति बढ़ती है, जनरेटर टर्मिनल वोल्टेज भी बढ़ता है। जब जनरेटर का आउटपुट वोल्टेज बैटरी वोल्टेज के बराबर होता है, तो जनरेटर के "बी" छोर और "डी" छोर की क्षमता बराबर होती है, इस समय, चार्जिंग संकेतक लाइट बुझ जाती है क्योंकि दोनों के बीच संभावित अंतर होता है अंत शून्य है. इंगित करता है कि जनरेटर सामान्य रूप से काम कर रहा है और उत्तेजना धारा की आपूर्ति जनरेटर द्वारा ही की जाती है। जनरेटर में तीन-चरण वाइंडिंग द्वारा उत्पन्न तीन-चरण एसी इलेक्ट्रोमोटिव बल को डायोड द्वारा ठीक किया जाता है और लोड को बिजली की आपूर्ति करने और बैटरी को चार्ज करने के लिए प्रत्यक्ष धारा का उत्पादन किया जाता है।
अल्टरनेटर आम तौर पर चार भागों से बना होता है: रोटर, स्टेटर, रेक्टिफायर और एंड कैप।
(1) रोटर
रोटर का कार्य घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करना है।
रोटर में एक क्लॉ पोल, एक योक, एक चुंबकीय क्षेत्र वाइंडिंग, एक कलेक्टर रिंग और एक रोटर शाफ्ट होता है।
रोटर शाफ्ट पर दो पंजे के खंभे दबाए जाते हैं, और दो पंजे के खंभे में से प्रत्येक में छह पक्षी-चोंच चुंबकीय ध्रुव होते हैं। पंजे के खंभे की गुहा में एक चुंबकीय क्षेत्र वाइंडिंग (रोटर कॉइल) और एक चुंबकीय योक की व्यवस्था की जाती है।
कलेक्टर रिंग में दो तांबे के छल्ले होते हैं जो एक दूसरे से इंसुलेटेड होते हैं। कलेक्टर रिंग को रोटर शाफ्ट पर दबाया जाता है और शाफ्ट के साथ इंसुलेट किया जाता है। दो कलेक्टर रिंग चुंबकीय क्षेत्र वाइंडिंग के दोनों सिरों से जुड़े हुए हैं।
जब दो संग्राहक रिंगों को प्रत्यक्ष धारा (ब्रश के माध्यम से) में पारित किया जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र घुमावदार के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, और अक्षीय चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न होता है, जिससे एक पंजे का ध्रुव एन ध्रुव पर चुम्बकित होता है और दूसरा चुम्बकित होता है। एस ध्रुव तक, इस प्रकार छह जोड़े इंटरलीविंग चुंबकीय ध्रुव बनते हैं। जैसे ही रोटर घूमता है, एक घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र बनता है [1]।
अल्टरनेटर का चुंबकीय सर्किट है: योक → एन पोल → रोटर और स्टेटर के बीच एयर गैप → स्टेटर → स्टेटर और रोटर के बीच एयर गैप → एस पोल → योक।
(2) स्टेटर
स्टेटर का कार्य प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करना है।
स्टेटर में एक स्टेटर कोर और एक स्टेटर कॉइल होता है।
स्टेटर कोर आंतरिक रिंग में खांचे के साथ सिलिकॉन स्टील शीट से बना होता है, और स्टेटर वाइंडिंग का कंडक्टर कोर के खांचे में एम्बेडेड होता है।
स्टेटर वाइंडिंग में तीन चरण होते हैं, और तीन चरण वाइंडिंग स्टार कनेक्शन या त्रिकोण (उच्च शक्ति) कनेक्शन को अपनाती है, जो तीन चरण प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न कर सकती है।
समान आवृत्ति, समान आयाम, 120° तीन-चरण इलेक्ट्रोमोटिव बल के चरण अंतर को प्राप्त करने के लिए तीन-चरण वाइंडिंग को कुछ आवश्यकताओं के अनुसार घाव किया जाना चाहिए।
1. प्रत्येक कुंडल के दो प्रभावी पक्षों के बीच की दूरी चुंबकीय ध्रुव द्वारा घेरे गए स्थान के बराबर होनी चाहिए।
2. प्रत्येक चरण वाइंडिंग के आसन्न कॉइल के शुरुआती किनारों के बीच की दूरी चुंबकीय ध्रुवों की एक जोड़ी द्वारा घेरी गई दूरी के बराबर या उससे अधिक होनी चाहिए।
3. तीन-चरण वाइंडिंग के शुरुआती किनारे को 2π+120o विद्युत कोण (चुंबकीय ध्रुवों की एक जोड़ी द्वारा कब्जा किया गया स्थान 360o विद्युत कोण है) द्वारा अलग किया जाना चाहिए।
घरेलू JF13 श्रृंखला अल्टरनेटर में, चुंबकीय ध्रुवों की एक जोड़ी 6 स्लॉट्स (60o विद्युत कोण प्रति स्लॉट) की स्थानिक स्थिति के लिए जिम्मेदार होती है, एक चुंबकीय ध्रुव 3 स्लॉट्स की स्थानिक स्थिति के लिए जिम्मेदार होता है, इसलिए दो प्रभावी पक्षों की स्थिति अंतराल प्रत्येक कॉइल 3 स्लॉट है, कॉइल से सटे प्रत्येक चरण वाइंडिंग के शुरुआती किनारे के बीच की दूरी 6 स्लॉट है, तीन-चरण वाइंडिंग के शुरुआती किनारे को 2 स्लॉट, 8 स्लॉट, 3 स्लॉट द्वारा अलग किया जा सकता है। 14 स्लॉट, आदि।
(3) दिष्टकारी
अल्टरनेटर रेक्टिफायर की भूमिका स्टेटर वाइंडिंग के तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में बदलना है। 6-ट्यूब अल्टरनेटर का रेक्टिफायर एक तीन-चरण पूर्ण-वेव ब्रिज रेक्टिफायर सर्किट है जो 6 सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड से बना होता है, और 6 रेक्टिफायर ट्यूब क्रमशः दो प्लेटों पर दबाए (या वेल्डेड) होते हैं।
1. ऑटोमोटिव सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड के लक्षण
(1) बड़ा कार्यशील करंट, फॉरवर्ड औसत करंट 50ए, सर्ज करंट 600ए;
(2) उच्च रिवर्स वोल्टेज, रिवर्स रिपीट पीक वोल्टेज 270V, रिवर्स नॉन-रिपीट पीक वोल्टेज 300V;
(3) केवल एक ही लीड है। और कुछ डायोड लीड सकारात्मक हैं, कुछ डायोड लीड नकारात्मक हैं, सकारात्मक लीड लाइन वाली ट्यूब को सकारात्मक ट्यूब कहा जाता है, और नकारात्मक लीड लाइन वाली ट्यूब को नकारात्मक ट्यूब कहा जाता है, इसलिए रेक्टिफायर डायोड में एक सकारात्मक डायोड और एक होता है नकारात्मक डायोड.
(4) अंत आवरण
एंड कवर को आम तौर पर दो भागों (फ्रंट एंड कवर और बैक एंड कवर) में विभाजित किया जाता है, जो रोटर, स्टेटर, रेक्टिफायर और ब्रश असेंबली को ठीक करने की भूमिका निभाता है। अंत कवर आम तौर पर एल्यूमीनियम मिश्र धातु के साथ डाला जाता है, जो चुंबकीय रिसाव को प्रभावी ढंग से रोक सकता है और इसमें अच्छा गर्मी लंपटता प्रदर्शन होता है।
रियर एंड कवर में ब्रश, ब्रश होल्डर और ब्रश स्प्रिंग से बनी ब्रश असेंबली दी गई है। ब्रश की भूमिका कलेक्टर रिंग के माध्यम से फील्ड वाइंडिंग में बिजली की आपूर्ति शुरू करना है।
चुंबकीय क्षेत्र वाइंडिंग (दो ब्रश) और जनरेटर के बीच का कनेक्शन अलग है, जिससे जनरेटर को आंतरिक और बाहरी प्रकारों में विभाजित किया जाता है
1. आंतरिक लैप आयरन जनरेटर: चुंबकीय क्षेत्र घुमावदार नकारात्मक ब्रश वाला एक जनरेटर सीधे लैप आयरन (सीधे आवास से जुड़ा हुआ)।
2. एक्सटर्नल-क्लैड जनरेटर: एक जनरेटर जिसमें फील्ड वाइंडिंग के दोनों ब्रश हाउसिंग से इंसुलेटेड होते हैं।
बाहरी लौह-प्रकार जनरेटर के चुंबकीय क्षेत्र वाइंडिंग के नकारात्मक इलेक्ट्रोड (नकारात्मक ब्रश) को नियामक से जोड़ा जाता है, और फिर लोहे को गुजरने के बाद जोड़ा जाता है।
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