Авиационные бесконтактные генераторы и бесконтактные вентильные электродвигатели, страница 14

  Принципы, заложенные в ИМмо­гут быть эффективно реализованы в рассмотренной ранее БСМ с внешнезамкнутым потоком (Рисунок26) если обмотки возбужде­ния включить не  согласно, а встречно. Тогда создается два сим­метричных потока, охватывающих обе ОВ подобно тому, как это имеет место на Рисунке, причем под когтеобразными выступами имеем Фmах, а в областях между ними — Фmin. Такой режим вклю­чения ОВ для БСМ с внешнезамкнутым потоком и ее перевод в ре­жим индукторной машины позволяет удвоить частоту тока в ОЯ, что бывает необходимо в некоторых практических случаях.

Рисунок 31.   Одноименнополюсная ИМ   с   двусторонним  возбуждением

Физически очевидно, что все рассмотренные одноименнополюсные машины являются машинами с радиально-осевым потоком и имеют жесткое ограничение на геометрический фактор

Индукторные генераторы используются в сварочных агрегатах серий ПС и ПД, АДБ (генераторы серии ГД). Генераторы мощ­ностью нескольких десятков киловатт выполняются с крутопадаю­щими внешними характеристиками для повышения устойчивости горения сварочной дуги и питают дугу через выпрямитель.

Индукторные генераторы с двусторонним возбуждением находят применение на тракторах, а машины с двой­ным аксиальным зазором представляют интерес как основной элемент бесконтактного двигателя постоянного, тока для тягового электропривода.  Индукторные генераторы используются в железнодорожном  транспорте и на летательных аппаратах в качестве высоконадеж­ных источников переменного тока небольшой мощности с часто­той 400—6000 Гц

1.12 БЭГ  с ОСЕВЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

В машинах этого типа возбуждение   осуществляется от цен­трального токопровода, размещенного внутри полого вала. Ротор, как и в индукторных машинах (ИМ), содержит помимо конструк­тивных элементов лишь простые магнитомягкие секторы, однако в отличие от ИМ магнитное поле в зазоре машин с осевым воз­буждением может периодически изменять направление, что опре­деляет лучшее использование магнитного потока. При этом для обеспечения бесконтактности в машинах с осевым возбуждением не требуются дополнительные нерабочие зазоры, как, например, в БЭГ  когтеобразными полюсами.     Машины с осевым возбуждением отличаются пониженным объемом  стального  магнитопровода   и  высоким  быстродействием   регулирования. Благодаря простой конструкции ротора, а также возможности установить на нем сплошные прочностные обоймы, машины допускают высокие частоты вращения. Машины с осевым  возбуждением хорошо  приспособлены для получения  (или использования) высоких напряжений.  Недостатки  машин  связаны  с повышенными  потерями в обмотке возбуждения и усложненным способом ее намотки, с увеличенным диаметром  вала и существованием заметного магнитного поля в зоне подшипников. Кроме того, особенностью рассмат­риваемых машин является необходимость  боковой передачи  механического момента, что несколько ограничивает возможности их использования. Однако во многих случаях машина и сопрягаемое с ней устройство (привод, нагрузка) должны иметь различные ча­стоты  вращения,  что  естественным  путем  обеспечивается  с  по­мощью боковой редукторной передачи.

Рисунок 32. Торцовая синхронная машина с осевым возбуждением  (а)  и раз­вертка ее активной зоны (б)

IБесконтактные электрические генераторы с осевым возбуждением могут найти применение в качестве автономных электрических ге­нераторов повышенного напряжения при нежестких ограничениях на наличие высших гармоник в кривой ЭДС. На базе трехфазных (многофазных) БЭГ с осевым возбуждением могут быть созда­ны бесконтактные высокооборотные синхронные двигатели.

На  Рисунке 27,а показана торцовая шестиполюсная синхронная машина с осевым возбуждением. Неподвижный торцовый якорь 1 машины выполнен из отдельных магнитнов не связанных шихто­ванных модулей 2, в сквозные пазы между которыми уложена многофазная торцовая якорная обмотка 3. Модули 2 закреплены на статоре с помощью скоб 4. С двух сторон к якорю через рабочие зазоры примыкает ротор, выполненный в виде двух немаг­нитных дисков 6 с ферромагнитными секторами 7 и прочностны­ми обоймами 5. Секторы правого диска сдвинуты по окружности на угол n/Nотносительно секторов левого диска, как показано пунктиром на поперечном разрезе машины (N— число секторов одного диска, равное в данном случае трем), причем тангенци­альная длина секторов такова, что у левых и правых секторов имеются противолежащие вдоль оси участки — участки перекры­тия (например, участок абвг). Боковые края секторов могут вы­полняться скошенными относительно радиуса для улучшения формы кривой ЭДС якоря. В секторах размещены проводники демп­ферной клетки 8, выполняющие также роль стяжных шпилек. Диски 6 укреплены на полом валу 10, внутри которого нахо­дится неподвижный токопровод возбуждения 11, обтекаемый по­стоянным током. В качестве токопровода 11 можно использовать одну из сторон замкнутой многовитковой катушки, закрепленной на статоре с помощью скоб 9 и 14, как показано на; рисунке. Ка­тушку наматывают через полый вал или изготовляют из жгута изолированных проводников путем их соединения пайкой. Катуш­ка может содержать штепсельный разъем на одном конце, через который осуществляется последовательное соединение витков и подвод питания. Если имеется токопровод постоянного тока, пред­назначенный для самостоятельных целей, он может непосред­ственно  использоваться для возбуждения машины.

Вал 10 соединен с приводом (в режиме генератора) или с на­грузкой (в режиме двигателя) через редукторную передачу с ше­стернями 12 и 13 или с помощью шкива. Машина может быть выполнена на подшипниках скольжения с разъемными статором и ротором, что упрощает намотку обмотки возбуждения.

Рисунок 33 Коммутаторный генератор с осевым возбуждением (а) и развертка

его активной зоны  (б)