Моделирование неисправностей обмотки статора автомобильного генератора

Авторы

  • Андрей Владимирович Пузаков Оренбургский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2024-2-85-90

Ключевые слова:

автомобильный генератор, обмотка статора, физическое моделирование неисправностей, обрыв обмотки статора, модель выходного напряжения

Аннотация

Исследовано влияние неисправностей обмотки статора на величину выходного напряжения автомобильного генератора. Разработана аналитическая модель выходного напряжения генератора, адекватно описывающая процессы, возникающие при увеличении сопротивления одной или нескольких фаз обмотки статора. Эксперимент проведен на специализированном стенде, позволяющем изменять скоростной и нагрузочный режим работы автомобильного генератора с фиксацией контролируемых параметров. Постоянство магнитного поля генератора обеспечено питанием обмотки возбуждения от лабораторного источника напряжения. Разработана методика физического моделирования обрыва одной и двух фаз обмотки статора. Анализ осциллограмм показал, что выпрямленное напряжение можно представить в виде суммы слагаемых, соответствующих временным интервалам работы выпрямителя. Разработанные аналитические выражения для расчета выпрямленного напряжения с учетом фактического сопротивления обмотки статора могут быть применены для выявления неисправностей автомобильных генераторов. Результаты исследования предполагается использовать при построении имитационной модели системы электроснабжения и алгоритмов функционирования бортового устройства оперативного контроля электрооборудования автомобиля в режиме реального времени.

Биография автора

Андрей Владимирович Пузаков, Оренбургский государственный университет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей», Оренбургский государственный университет

Библиографические ссылки

Козловский В.Н., Ютт В.Е. Анализ надёжности автомобильных генераторных установок // Электроника и электрообо-рудование транспорта. 2008. №6. С. 39-41.

Цопов Г.И., Овсянников В.Н., Елшанский Н.А. Технологическое обеспечение надежности автомобильной генераторной установки (ГУ) // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2013. №3. С.192-197.

Подход к использованию внешнего магнитного поля в качестве диагностического признака неисправности асинхронно-го электродвигателя / И.И. Ямансарин, М.П. Саликов, А.С. Падеев, Д.В. Сурков // Изв. вузов. Электромеханика. 2021. Т.64. №3. С. 18-23. DOI:10.17213/0136-3360-2021-3-18-23.

Хайруллин И.Х., Пашали Д.Ю. Диагностика электромеханических преобразователей по внешнему магнитному полю // Вестник УГАТУ. 2006. Т.7. №1(14). С. 165–170.

Cheng S., Habetler T.G. An analysis and discussion of the voltage and current spectrum of claw-pole alternators for fault detec-tion purposes. 8th IEEE Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics & Drives. 2011. Рp. 606-611. DOI: 10.1109/DEMPED.2011.6063686.

Subekti S., Pranoto H., Hidayat M., Efendy B. Measurement of Vibration on The Alternator Due to The Influence of Rotation Speed. International Journal of Advanced Technology in Mechanical, Mechatronics and Materials. 2021. 2. Pp. 55-60. DOI: 10.37869/ijatec.v2i1.44.

Tang S., Keim T.A., Perreault D.J. Thermal Modeling of Lundell Alternators. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2005. vol. 20, no. 1. Pp. 25-36. DOI: 10.1109/TEC.2004.837289.

Пузаков А.В. Степень работоспособности выпрямителя автомобильного генератора // Электроника и электрооборудо-вание транспорта. 2022. №4-5. С. 24-28.

Пузаков А.В., Султанов Н.З. Аналитическая модель обмотки ротора автомобильного генератора // Вестник Москов-ского автомобильно-дорожного гос. техн. ун-та (МАДИ). 2022. № 4 (71). С. 11-17.

Теория, конструкция и расчёт автотракторного электрооборудования / М.Н. Фесенко, Л.В. Копылова, В.И. Коротков и др. М.: Машиностроение, 1992. 382 с.

#

Kozlovskiy V.N., Yutt V.E. Analysis of reliability of automobile generator sets. Elektronika i elektrooborudovanie transporta = Electronics and electrical equipment of transport. 2008;(6):39-41. (In Russ.)

Tsopov G.I., Ovsyannikov V.N., Elshansky N.A. Technological reliability assurance of automobile generator set. Vestnik Sa-marskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Seriya Tehnicheskie nauki=Vestnik of Samara State Technical University. Series: Technical Sciences. 2013;(3):192-197. (In Russ.)

Yamansarin I.I., Salikov M.P., Padeev A.S., Surkov D.V. Approach to the use of an external magnetic field as a diagnostic sign of induction motor failure. Izvestiya visshih uchebnih zavedenii. Elektromehanika = News of higher educational institutions. Electrome-chanics. 2021;64(3):18-23. DOI:10.17213/0136-3360-2021-3-18-23. (In Russ.)

Khairullin I.Kh., Pashali D.Yu. Diagnosis of electromechanical converters by external magnetic field. Vestnik Ufimskogo gosu-darstvennogo aviacionnogo tehnicheskogo universiteta=Bulletin of the Ufa State Aviation Technical University. 2006;7(1):165-170. (In Russ.)

Cheng S., Habetler T.G. An analysis and discussion of the voltage and current spectrum of claw-pole alternators for fault detec-tion purposes. 8th IEEE Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics & Drives. 2011. Pp. 606-611. DOI: 10.1109/DEMPED.2011.6063686.

Subekti S., Pranoto H., Hidayat M., Efendy B. Measurement of Vibration on The Alternator Due to The Influence of Rotation Speed. International Journal of Advanced Technology in Mechanical, Mechatronics and Materials. 2021;(2):55-60. DOI:10.37869/ijatec.v2i1.44.

Tang S., Keim T.A., Perreault D.J. Thermal Modeling of Lundell Alternators. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2005;20(1):25-36. DOI: 10.1109/TEC.2004.837289.

Puzakov A.V. Degree of serviceability of rectifier of automobile generator. Elektronika i elektrooborudovanie transporta = Electronics and electrical equipment of transport. 2022;(4-5):24-28. (In Russ.)

Puzakov A.V., Sultanov N.Z. Analytical model of automobile generator rotor winding. Vestnik Moskovskogo avtomo-bilno_dorojnogo instituta (tehnicheskogo universiteta)=Bulletin of Moscow Automobile and Road State Technical University. 2022;4(71):11-17. (In Russ.)

Fesenko M.N., Kopylova L.V., Korotkov V.I. et al. Theory, Design and Calculation of Truck Electrical Equipment. Moscow: Mashinostroenie; 1992. 382 p. (In Russ.)

Опубликован

28.06.2024

Как цитировать

(1)
Пузаков, А. В. Моделирование неисправностей обмотки статора автомобильного генератора. electromeh 2024, 67, 85-90.

Выпуск

Раздел

Статьи