На базе осевого возбуждения могут быть реализованы коммутаторные и индукторные генераторы. В однофазном коммутаторном генераторе с осевым возбуждением (Рисунок 28а) якорь выполнен в виде сердечников 1, охваченных сосредоточенными катушками 2. Каждый секторов ротора перекрывает два соседних сердечника 1. В полом валу размещен токопровод возбуждения 4. Как видно из развертки активной зоны генератора, при вращении ротора поток в каждом сердечнике 1 пульсирует с изменением знака, наводя ЭДС в катушках 2. В отличие от известных коммутаторных генераторов описанный генератор не относится к классу индукторных машин, поскольку магнитная индукция в каждой точке рабочего зазора меняется по направлению.
1.13 БЕСКОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Как уже отмечалось, каждый из рассмотренных основных классов БЭМ (с постоянными магнитами и обмотками возбуждения) имеет свои особенности. Бесконтактные электрические машины с постоянными магнитами не потребляют мощности на возбуждение, но плохо регулируются, а БЭМ с обмотками возбуждения обладают хорошими регулировочными качествами, но характеризуются заметными потерями па возбуждение.
Стремление сохранить положительные и ослабить негативные качества обоих классов БЭМ привело к созданию их гибрида БЭМ с комбинированным возбуждением.Такие машины обычно используются в качестве генераторов, у которых рабочий магнитный поток создается за счет одновременного действия обмоток возбуждения (называемых также подмагничивающими обмотками) и постоянных магнитов. Магниты создают основную малоизменяющуюся часть потока возбуждения, а подмагничивающие обмотки создают дополнительный поток или управляют состоянием магнитного шунта, чем обеспечивается изменение суммарного рабочего потока и соответственно регулирование выходного напряжения в требуемых пределах или его стабилизация. Благодаря наличию постоянных магнитов мощность обмоток возбуждения и соответственно мощность регулирования в таких генераторах значительно меньше, чем у генераторов с чисто электромагнитным возбуждением.
Существуют разнообразные пути реализации генераторов с комбинированным возбуждением. Возможно их создание на базе синхронных машин с постоянными магнитами , в которых добавлено бесконтактное регулировочное звено, работающее в режиме управляемого магнитного шунта или подмагничивающего устройства, на базе машин с когтеобразными полюсами, индукторных машин, в которые введены постоянные магниты, и т. п. Включение МДС постоянных магнитов и подмагничивающих обмоток может осуществляться параллельно или последовательно.
Генераторы с комбинированным возбуждением обладают хорошими регулировочными качествами, высоким КПД, относительно малой удельной массой (особенно при использовании магнитов из редкоземельных материалов). Их применяют в автономных энергоустановках и, в частности, на летательных аппаратах.
1.14 СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Наибольшее распространение в настоящее время получили генераторы комбинированного возбуждения на базе объединения основного генератора с радиально намагниченными постоянными магнитами и вспомогательного бесконтактного генератора с внутризамкнутым потоком выполняющего роль регулировочного звена.
На Рисунке 29. приведен эскиз такого генератора с призматическими постоянными магнитами и плоская развертка наружной поверхности его ротора. На статоре генератора размещены шихтованный пакет якоря 1с якорной обмоткой 2, кольцевая обмотка возбуждения (подмагничивания) 5 и магнитомягкая скоба 6. На роторе имеются постоянные магниты 10 с полюсными наконечниками 11, внутренняя магнитомягкая втулка 9, примыкающая к постоянным магнитам, втулка 7, отделенная от скобы 6 дополнительным зазором ь радиальные выступы 8 на втулке 7, кольцо 4, отделенное от скобы 6 дополнительным зазором имеющим аксиальные выступы.
Рисунок 34 - Генератор с комбинированным возбуждением
Модификация генератора с укороченным якорем и постоянным магнитом в виде звездочки приведена на Рисунке 30. Звездочка охвачена снаружи сварным цилиндром из немагнитных и магнитных участков (последние примыкают к полюсам звездочки). Радиальные выступы регулировочного звена на роторе сопрягаются через магнитные участки наружного цилиндра ротора с полюсами одной Полярности, а аксиальные выступы регулировочного звена сопрягаются также через магнитные участки цилиндра с полюсами противоположной
|
|
Рисунок 35 -Генератор с комбинированным Рисунок 30. Схема амещения возбуждениеми укороченным якорем магниткой цепи генератора
При малых значениях Фм, хорошими массогабаритными показателями обладает конструкция генератора с активным валом (Рисунок31). В таком генераторе на статоре имеются две согласно включенные подмагничивающие обмотки 1 и 6, а на роторе — постоянные магниты 9 и два кольца 2 и 5 с аксиальными выступами 3 и 4. Выступы 3 левого кольца переходят в полюсные наконечники магнитов одной полярности, а выступы 4 правого кольца—в наконечники магнитов противоположной полярности. Наружная часть вала 8 является магнитопроводящей. Когда обмотки обесточены, левая и правая скобы 10 и 7 выполняют роль магнитных шунтов для постоянных магнитов. При питании обмоток током необходимого значения создается
Рисунок 36 - Генератор с активным валом
подмагничивающий поток Фпш, который идет вдоль оси
через вал,затем
через дополнительные зазоры и левую скобу попадает в аксиальные выступы
и полюсные наконечники одной магнитной полярности, через рабочий зазор
направляется в якорь, складываясь с потоком магнитов Ф„, потом через рабочий зазор
входит в полюсные наконечники другой полярности и через правую скобу и
дополнительные зазоры возвращается в вал.
Комбинированное
возбуждение может быть реализовано в генераторах с главными полюсами когтеобразной формы. На Рисунке 32 приведен эскиз генератора с
кольцевым постоянным магнитом
1 и когтеобразными полюсами 2. У рассматриваемого генератора полюсы одной полярности имеют удлиненную форму, а втулка полюсов другой полярности
снабжена консолью 3. К консоли 3 и удлиненным полюсам 2 через дополнительные зазоры примыкает скоба 4 с
подмагничивающей обмоткой 5.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
