Авиационные бесконтактные генераторы и бесконтактные вентильные электродвигатели, страница 11

Особенность работы  ВВ  в  БСГ заключается в необходимости защиты ВВ от перенапряжений,  которые могут возникать в ос­новной ОВ при несинхронных режимах работы (например, при выпадении из синхронизма синхронного генератора или асинхрон­ном пуске синхронного двигателя). В таких режимах ОВ не яв­ляется неподвижной по отношению к потоку якоря

Рисунок 26 защита вращающегося выпрямителя с помощью варистора (а), тиристора и стабилитронов (в)

в ней наводятся большие асинхронные ЭДС , способные вывести из строя ВВ. Простейшая защита ВВ мо­жет обеспечиваться варистором (нелинейным полупроводниковым сопротивлением) R_v, включаемым параллельно с ОВ (Рисунок  21,а) и шунтирующим полуволны Е_ас, создающие наиболее опасные обратные напряжения на ВВ . При нормальной работе варистор находится под номинальным напряжением ОВ, R_vвелико и не оказывает су­щественного влияния на распределение токов. При перенапряже­ниях R_vсущественно уменьшается (в 10—20 раз) и шунтирует ОВ, сохраняя обратное напряжение на ВВ в допустимых пределах. Основной недостаток схемы с варистором заключается в том, что асинхронная ЭДС имеет разные сопротивления для полуволн разных знаков: при прямом напряжении на ВВ сопротивление практически равно нулю, а при обратном напряжении на ВВ име­ем R_V>Q. Поэтому ток в ОВ становится несимметричным и при­обретает постоянную составляющую, которая создает тормозные моменты на роторе. Более рациональны защитные схемы на тиристорах. Одна из них в упрощенном виде приведена на Рисунке 21,6. В схеме имеются тиристоры Т1 и Т2, включенные параллельно ВВ, но с обратной относительно  ВВ  полярностью.  Управление тиристорами  осуществляется с помощью кремниевых стабилитронов К.С1 и КС2. Ког­да  асинхронная ЭДС создает на ВВ большие обратные напряже­ния, стабилитроны обеспечивают появление   токов   управления и включение тиристоров, последние полностью шунтируют ВВ. Два тиристора необходимы для того, чтобы   шунтирующая   ветвь   не оставалась включенной под действием рабочего напряжения ВВ. Возможно использование разнонаправленно включенных тири­сторов Т1 и Т2 со стабилитронами КС1 и КС2 и балластным со­противлением re,   включаемым при любой полярности асинхрон­ной ЭДС в случае превышения ею порогового напряжения стаби­литронов   (Рисунке 21,в). Дополнительный  тиристор ТЗ при этом отключает ВИ от ОН  по сигналу от   блока   управления возбуждения БУВ, реаги­рующего  на частоту Е_ас. Важно, чтобы все схемы защиты ВВ обеспечивали симметричную  проводи­мость цепи   ОВ для   предотвращения появления постоянной составляющей асинхронного тока  в ОВ.

В  настоящее время БСМ с ВВ широко внедряются в практику. В нашей стране серийно выпускаются бесщеточные синхронные двигатели серий СТД и БСДК-15-21-12 для компрессорных уста­новок, а также серии БСДКМ-2 мощностью от 320 до 800 кВт для взрывоопасных условий. Разработана серия ГСМ бесконтактных генераторов маховичного типа (с наружным индуктором) мощно­стью от 60 до 500 кВт на частоту 50 и 400 Гц, а также серия ге­нераторов с дизельным приводом мощностью от 770 до 10500 кВ-А. на частоту вращения 500 об/мин. Наиболее компактные и высокоиспользованные БСГ с ВВ раз­работаны и внедрены в самолетные энергосистемы. Генераторы имеют интенсивное воздушное охлаждение (продув), осуществляемое от встречного потока воздуха с помощью специальных воздухозаборники. Высотность их использования не должна превышать 16-18 км из-за снижения плотности воздуха. При средних мощностях  (30-200 кВА)  наилучшими массогабаритными характеристиками и повышенной высотностью облада­ют авиационные БСГ с жидкостным охлаждением распылительного типа, когда жидкий хладагент в виде струй подается непосред­ственно   на наиболее го­рячие  элементы машины. В качестве  хладагента может использоваться жидкость, имеющаяся  на борту самолета - масло илитоплива маршевых двигателей.Такое высо­коэффективное  охлажде­ние  в основном  может быть  реализовано только в бесконтактных машинах, поскольку хладагент  присутствует в простран­стве  между статором и ротором, что затрудняет размещение там  щеточ­ных контактов. Материа­лы, из которых изготов­ляются элементы генератора со струйным охлаждением, должны быть химически стойкими по отношению к хладагенту.

Рисунок 27. Авиационный бесщеточный генератор с распылительным масляным

охлаждением

. В качестве примера на Риснке 27 приведен (с упрощениями) общий вид самолетного генератора с распылительным (струйным) масляным охлаждением. Холодное масло через уплотнение подается из трубопро­вода в полый вал 2 и оттуда с помощью жиклеров 3 разбрызги­вается в виде струй на вращающийся выпрямитель, обмотку воз­буждения, лобовые части обмотки якоря, обмотку якоря подвозбудителя, обмотки возбуждения и якоря возбудителя, магнитопроводы и другие нагревающиеся элементы, а затем   стекает с   них, собирается в нижней полости генератора и поступает в сливную магистраль 4. Оттуда нагретое масло подается насосом в теплообменник, где охлаждается топливом маршевых вигателей, а затем опять возвращается в генератор. Температура масла на входе