प्रत्येक आधुनिक वाहन इलेक्ट्रिक जनरेटरसह सुसज्ज आहे जे ऑन-बोर्ड इलेक्ट्रिकल सिस्टम आणि त्याच्या सर्व उपकरणांच्या ऑपरेशनसाठी विद्युत प्रवाह निर्माण करते.जनरेटरच्या मुख्य भागांपैकी एक निश्चित स्टेटर आहे.या लेखात जनरेटर स्टेटर काय आहे, ते कसे कार्य करते आणि कसे कार्य करते याबद्दल वाचा.
जनरेटर स्टेटरचा उद्देश
आधुनिक ऑटोमोबाईल्स आणि इतर वाहनांमध्ये, स्व-उत्तेजनासह सिंक्रोनस थ्री-फेज अल्टरनेटर वापरले जातात.ठराविक जनरेटरमध्ये हाऊसिंगमध्ये स्थिर स्टेटर, एक्सिटेशन वाइंडिंगसह रोटर, ब्रश असेंबली (फील्ड विंडिंगला विद्युत प्रवाह) आणि रेक्टिफायर युनिट असते.सर्व भाग तुलनेने कॉम्पॅक्ट डिझाइनमध्ये एकत्र केले जातात, जे इंजिनवर माउंट केले जातात आणि क्रँकशाफ्टमधून बेल्ट ड्राइव्ह आहे.
स्टेटर हा ऑटोमोबाईल अल्टरनेटरचा एक निश्चित भाग आहे जो कार्यरत वळण घेऊन जातो.जनरेटरच्या ऑपरेशन दरम्यान, स्टेटर विंडिंगमध्ये विद्युत प्रवाह उद्भवतो, जो रूपांतरित (सुधारित) केला जातो आणि ऑन-बोर्ड नेटवर्कमध्ये दिला जातो.
जनरेटर स्टेटरमध्ये अनेक कार्ये आहेत:
• कार्यरत वळण घेऊन जाते ज्यामध्ये विद्युत प्रवाह निर्माण होतो;
• कार्यरत वळण सामावून घेण्यासाठी शरीराच्या भागाचे कार्य करते;
• कार्यरत वळणाची इंडक्टन्स वाढवण्यासाठी आणि चुंबकीय क्षेत्र रेषांचे योग्य वितरण करण्यासाठी चुंबकीय सर्किटची भूमिका बजावते;
• हीट सिंक म्हणून कार्य करते - तापविण्याच्या विंडिंगमधून अतिरीक्त उष्णता काढून टाकते.
सर्व स्टेटर्सची रचना मूलत: समान असते आणि विविध प्रकारांमध्ये भिन्न नसते.
जनरेटर स्टेटर डिझाइन
संरचनात्मकदृष्ट्या, स्टेटरमध्ये तीन मुख्य भाग असतात:
• रिंग कोर;
• कार्यरत वळण (windings);
• windings च्या पृथक्.
कोर लोखंडी रिंग प्लेट्समधून एकत्र केला जातो ज्यामध्ये आतील बाजूस खोबणी असतात.प्लेट्समधून एक पॅकेज तयार केले जाते, संरचनेची कडकपणा आणि घनता वेल्डिंग किंवा रिव्हटिंगद्वारे दिली जाते.कोरमध्ये, विंडिंग घालण्यासाठी खोबणी बनविल्या जातात आणि प्रत्येक प्रोट्र्यूजन वळणाच्या वळणांसाठी एक योक (कोर) असतो.कोर 0.8-1 मिमी जाडी असलेल्या प्लेट्समधून एकत्र केला जातो, विशिष्ट चुंबकीय पारगम्यतेसह लोह किंवा फेरोअलॉयच्या विशेष ग्रेडने बनलेला असतो.उष्णतेचा अपव्यय सुधारण्यासाठी स्टेटरच्या बाहेरील बाजूस पंख असू शकतात, तसेच जनरेटरच्या घरासह डॉक करण्यासाठी विविध चर किंवा रेसेसेस असू शकतात.
थ्री-फेज जनरेटर तीन विंडिंग वापरतात, एक प्रति फेज.प्रत्येक वळण मोठ्या क्रॉस-सेक्शनच्या (0.9 ते 2 मिमी किंवा त्याहून अधिक व्यासासह) तांब्याच्या इन्सुलेटेड वायरने बनलेले असते, जे कोरच्या खोबणीमध्ये एका विशिष्ट क्रमाने ठेवलेले असते.विंडिंग्समध्ये टर्मिनल्स असतात ज्यामधून पर्यायी प्रवाह काढला जातो, सामान्यत: पिनची संख्या तीन किंवा चार असते, परंतु तेथे सहा टर्मिनल्स असलेले स्टेटर असतात (तीन विंडिंग्सपैकी प्रत्येकाचे स्वतःचे टर्मिनल असतात जे एका प्रकारचे किंवा दुसर्या प्रकारचे कनेक्शन बनवतात).
कोरच्या खोबणीमध्ये एक इन्सुलेट सामग्री आहे जी वायरच्या इन्सुलेशनला नुकसान होण्यापासून संरक्षण करते.तसेच, काही प्रकारच्या स्टेटर्समध्ये, इन्सुलेट वेजेस ग्रूव्हमध्ये घातल्या जाऊ शकतात, जे वळणाच्या वळणांसाठी फिक्सेटर म्हणून देखील कार्य करतात.स्टेटर असेंब्लीला इपॉक्सी रेजिन्स किंवा वार्निशसह गर्भधारणा देखील केली जाऊ शकते, जे संरचनेची अखंडता सुनिश्चित करते (वळण बदलण्यास प्रतिबंध करते) आणि त्याचे विद्युत इन्सुलेट गुणधर्म सुधारते.
स्टेटर हे जनरेटर हाऊसिंगमध्ये कडकपणे बसवलेले आहे आणि आज सर्वात जास्त वापरले जाणारे डिझाइन आहे ज्यामध्ये स्टेटर कोर मुख्य भाग म्हणून काम करतो.हे सोप्या पद्धतीने लागू केले जाते: जनरेटर हाउसिंगच्या दोन कव्हर्समध्ये स्टेटर क्लॅम्प केले जाते, जे स्टडसह घट्ट केले जाते - अशा "सँडविच" आपल्याला कार्यक्षम कूलिंग आणि देखभाल सुलभतेसह कॉम्पॅक्ट डिझाइन तयार करण्यास अनुमती देतात.डिझाइन देखील लोकप्रिय आहे, ज्यामध्ये स्टेटर जनरेटरच्या पुढील कव्हरसह एकत्र केला जातो आणि मागील कव्हर काढता येण्याजोगा आहे आणि रोटर, स्टेटर आणि इतर भागांमध्ये प्रवेश प्रदान करतो.
स्टेटर्सचे प्रकार आणि वैशिष्ट्ये
जनरेटरचे स्टेटर खोबणीची संख्या आणि आकार, खोबणीमध्ये विंडिंग घालण्याची योजना, विंडिंग्जचे वायरिंग आकृती आणि इलेक्ट्रिकल वैशिष्ट्यांमध्ये भिन्न आहेत.
विंडिंग्सच्या वळणासाठी खोबणीच्या संख्येनुसार, स्टेटर दोन प्रकारचे असतात:
• 18 स्लॉटसह;
• 36 स्लॉटसह.
आज, 36-स्लॉट डिझाइन सर्वात जास्त वापरले जाते, कारण ते चांगले विद्युत कार्यप्रदर्शन प्रदान करते.18 ग्रूव्हसह स्टेटर असलेले जनरेटर आज लवकर रिलीज झालेल्या काही घरगुती कारवर आढळू शकतात.
खोबणीच्या आकारानुसार, स्टेटर तीन प्रकारचे असतात:
• खुल्या खोबणीसह - आयताकृती क्रॉस-सेक्शनचे खोबणी, त्यांना वळणाच्या वळणांचे अतिरिक्त निर्धारण आवश्यक आहे;
• अर्ध-बंद (पाचर-आकाराच्या) खोबणीसह - खोबणी वरच्या बाजूस निमुळती असतात, त्यामुळे विंडिंग कॉइल्स इन्सुलेटिंग वेज किंवा कॅम्ब्रिक्स (पीव्हीसी ट्यूब) घालून निश्चित केले जातात;
• सिंगल-टर्न कॉइल्ससह विंडिंगसाठी अर्ध-बंद खोबणीसह - खोबणीमध्ये मोठ्या व्यासाच्या वायर किंवा वायरचे एक किंवा दोन वळणे रुंद टेपच्या स्वरूपात घालण्यासाठी एक जटिल क्रॉस-सेक्शन आहे.
विंडिंग लेइंग स्कीमनुसार, स्टेटर तीन प्रकारचे असतात:
• लूप (लूप वितरित) सर्किटसह - प्रत्येक वळणाची वायर लूपसह कोरच्या खोबणीमध्ये ठेवली जाते (सामान्यत: एक वळण दोन खोबणीच्या वाढीमध्ये घातले जाते, दुसऱ्या आणि तिसऱ्या विंडिंगचे वळण या खोबणीमध्ये ठेवलेले असतात. - त्यामुळे विंडिंग्स तीन-चरण पर्यायी प्रवाह निर्माण करण्यासाठी आवश्यक शिफ्ट प्राप्त करतात);
• एका वेव्ह कॉन्सन्ट्रेटेड सर्किटसह - प्रत्येक वळणाची वायर लाटांमध्ये खोबणीमध्ये ठेवली जाते, त्यांना एका बाजूपासून दुसऱ्या बाजूने बायपास करून, आणि प्रत्येक खोबणीमध्ये एका दिशेने निर्देशित केलेल्या एका वळणाची दोन वळणे असतात;
• वेव्ह डिस्ट्रिब्युटेड सर्किटसह - वायर देखील लाटांमध्ये घातली जाते, परंतु खोबणीतील एका वळणाची वळणे वेगवेगळ्या दिशेने निर्देशित केली जातात.
कोणत्याही प्रकारच्या स्टॅकिंगसाठी, प्रत्येक विंडिंगमध्ये कोरवर सहा वळणे वितरीत केली जातात.
वायर घालण्याच्या पद्धतीची पर्वा न करता, विंडिंग्ज जोडण्यासाठी दोन योजना आहेत:
• "स्टार" - या प्रकरणात, विंडिंग्स समांतर जोडलेले आहेत (सर्व तीन विंडिंग्सचे टोक एका (शून्य) बिंदूवर जोडलेले आहेत आणि त्यांचे प्रारंभिक टर्मिनल विनामूल्य आहेत);
• "त्रिकोण" - या प्रकरणात, विंडिंग्स मालिकेत जोडलेले आहेत (एका वळणाची सुरुवात दुसऱ्याच्या शेवटी).
विंडिंग्सला "स्टार" सह जोडताना, उच्च प्रवाह दिसून येतो, हे सर्किट जनरेटरवर 1000 वॅट्सपेक्षा जास्त नसलेल्या शक्तीसह वापरले जाते, जे कमी वेगाने कार्यक्षमतेने कार्य करतात.विंडिंग्सला "त्रिकोण" सह जोडताना, प्रवाह कमी केला जातो ("तारा" च्या तुलनेत 1.7 पट), तथापि, अशा कनेक्शन योजनेसह जनरेटर उच्च शक्तींवर चांगले कार्य करतात आणि लहान क्रॉस-सेक्शनचे कंडक्टर असू शकतात. त्यांच्या windings साठी वापरले.
बऱ्याचदा, "त्रिकोण" ऐवजी, "दुहेरी तारा" सर्किट वापरला जातो, अशा स्थितीत स्टेटरमध्ये तीन नसून सहा विंडिंग्स असावेत - तीन विंडिंग्स एका "ताऱ्याने" जोडलेले असतात आणि दोन "तारे" जोडलेले असतात. भार समांतर.
कार्यक्षमतेच्या बाबतीत, स्टेटर्ससाठी, सर्वात महत्वाची गोष्ट म्हणजे रेट केलेले व्होल्टेज, पॉवर आणि विंडिंग्समधील रेटेड वर्तमान.नाममात्र व्होल्टेजनुसार, स्टेटर्स (आणि जनरेटर) दोन गटांमध्ये विभागले गेले आहेत:
• 14 V च्या वाइंडिंग व्होल्टेजसह - 12 V च्या ऑन-बोर्ड नेटवर्क व्होल्टेजसह वाहनांसाठी;
• 28 V च्या विंडिंगमध्ये व्होल्टेजसह - 24 V च्या ऑन-बोर्ड नेटवर्क व्होल्टेजसह उपकरणांसाठी.
जनरेटर उच्च व्होल्टेज तयार करतो, कारण रेक्टिफायर आणि स्टॅबिलायझरमध्ये व्होल्टेज ड्रॉप अपरिहार्यपणे उद्भवते आणि ऑन-बोर्ड पॉवर ग्रिडच्या प्रवेशद्वारावर, 12 किंवा 24 V चा सामान्य व्होल्टेज आधीच दिसून येतो.
कार, ट्रॅक्टर, बस आणि इतर उपकरणांसाठी बहुतेक जनरेटरचा रेट 20 ते 60 ए असतो, कारसाठी 30-35 ए पुरेसा असतो, ट्रकसाठी 50-60 ए असतो, 150 किंवा त्याहून अधिक ए पर्यंत करंट असलेले जनरेटर तयार केले जातात. जड उपकरणांसाठी.
जनरेटर स्टेटरचे कार्य सिद्धांत
स्टेटर आणि संपूर्ण जनरेटरचे ऑपरेशन इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनच्या घटनेवर आधारित आहे - चुंबकीय क्षेत्रामध्ये फिरणारे किंवा वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रामध्ये विश्रांती घेणार्या कंडक्टरमध्ये विद्युत् प्रवाहाची घटना.ऑटोमोबाईल जनरेटरमध्ये, दुसरा सिद्धांत वापरला जातो - ज्या कंडक्टरमध्ये विद्युत् प्रवाह उद्भवतो तो विश्रांतीवर असतो आणि चुंबकीय क्षेत्र सतत बदलत असते (फिरते).
जेव्हा इंजिन सुरू होते, तेव्हा जनरेटर रोटर फिरू लागतो, त्याच वेळी बॅटरीमधून व्होल्टेज त्याच्या रोमांचक वळणांना पुरवले जाते.रोटरमध्ये मल्टी-पोल स्टील कोर आहे, जेव्हा विंडिंगवर करंट लागू केला जातो तेव्हा अनुक्रमे इलेक्ट्रोमॅग्नेट बनतो, फिरणारा रोटर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र तयार करतो.या फील्डच्या फील्ड रेषा रोटरभोवती स्थित स्टेटरला छेदतात.स्टेटर कोर एका विशिष्ट प्रकारे चुंबकीय क्षेत्र वितरीत करतो, त्याच्या शक्तीच्या रेषा कार्यरत विंडिंगच्या वळणांना ओलांडतात - इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनमुळे, त्यांच्यामध्ये एक करंट तयार होतो, जो विंडिंगच्या टर्मिनल्समधून काढला जातो, रेक्टिफायरमध्ये प्रवेश करतो, स्टॅबिलायझर आणि ऑन-बोर्ड नेटवर्क.
इंजिनच्या वेगात वाढ झाल्यामुळे, स्टेटर वर्किंग विंडिंगमधून विद्युत प्रवाहाचा काही भाग रोटर फील्ड विंडिंगला दिला जातो - म्हणून जनरेटर स्वयं-उत्तेजना मोडमध्ये जातो आणि यापुढे तृतीय-पक्षाच्या वर्तमान स्त्रोताची आवश्यकता नसते.
ऑपरेशन दरम्यान, जनरेटरच्या स्टेटरला हीटिंग आणि इलेक्ट्रिकल लोड्सचा अनुभव येतो आणि ते नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभावांना देखील सामोरे जाते.कालांतराने, यामुळे विंडिंग्ज आणि इलेक्ट्रिकल ब्रेकडाउनमधील इन्सुलेशन खराब होऊ शकते.या प्रकरणात, स्टेटर दुरुस्त करणे किंवा पूर्णपणे बदलणे आवश्यक आहे.नियमित देखभाल आणि स्टेटरची वेळेवर बदली केल्याने, जनरेटर विश्वसनीयरित्या सर्व्ह करेल, स्थिरपणे कारला विद्युत उर्जेचा पुरवठा करेल.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-24-2023