Авиационные бесконтактные генераторы и бесконтактные вентильные электродвигатели, страница 2

При использовании в качестве БГ одного из генераторов с обмотками возбуждения ПВ может быть неуправляемым и управ­ляемым. В первом случае ПВ прости надежен, а напряжение регулируется изменением тока в обмотке возбуждения  генератоpa. В аварийных режимах этот ток сбрасывается до нуля  (гашение поля). Недостатком регулирования напряжения только с по мощью тока возбуждения является его невысокое быстродействие из-за  больших электромагнитных  постоянных  времени  цепи  возбуждения.   Во  втором  случае,  когда  используются  управляемые ПВ,  напряжение может регулироваться как током возбуждения,  так и управлением ПВ,  что придает схеме регулирования гиб­кость и быстродействие, однако ПВ становится более сложным. Основная специфика  ВГ связана    с наличием в нем  ПВ, по­этому рассмотрим вначале ПВ.  
    

                                          Рисунок 1              Рисунок 2

Обычно бесконтактный генератор выполняется многофазным. Для выпрямления тока применя­ют многофазные ПВ с нулевым выводом или мостовые. ПВ на диодах или тиристорные.

 

                       Рисунок 3                                   Рисунок 4                       Рисунок 5

'Кроме схем ПВ, изображенных на Рисунка1,2, в ВГ применяется  шестифазная схема с нулевым выводом (Рисунок 3), а также  сдвоенные мостовые схемы  последовательная (Рисунок 4) и параллельная (Рисунок 5), когда в генераторе имеются две трех­фазные якорные обмотки, смещенные друг относительно друга на 30 Эл. град. При параллельном соединении мостовых выпря­мителей (Рисунок 5) обычно используется уравнительный реак­тор УР. Важнейшими показателями схем являются: максимальный коэффициент использования  К_И mах , характери­зующий отношение реальной мощности к типовой расчетной мощ­ности ВГ; коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения по основной гармонике К_П(1), являющийся отношением амплиту­ды первой гармоники пульсаций: выпрямленного напряжения к
среднему значению выпрямленного напряжения U_d; отношение  максимального обратного напряжения  U обр на одном вентиле к Uа; отношение среднего тока вентиля  /_в к среднему значению  выпрямленного тока  Id.Эти показатели для различных схем при  активно-индуктивной нагрузке приведены в Таблице1.

         Таблица  1

Схема ПВ	Кис max	КП(1)	Uo6p/Ud	Iв/Id
Трехфазная с нулевым выводом	0,676	0,25	2,1	0,33
дом
Шестифазная с нулевым   вы-	0,552	0,057	1,05	0,17
выводом
Трехфазная мостовая	0,955	0,057	1,05	0,33
Сдвоенные мостовые   схемы:
последовательная	0,955	0,0135	0,523	0,33
параллельная	0,955	0,0135	1,05	0,17

Трехфазная схема с нулевым выводом имеет наименьшее чис­ло вентилей, но пониженное использование и высокий уровень пульсаций выпрямленного напряжения. Достоинство шестифазной схемы с нуле­вым выводом - пониженная нагрузка вентилей, конструктивное удобство раз­мещения вентилей, имеющих общие ка­тоды, однако использование генератора в ней невысокое. Трехфазная мостовая схе­ма обеспечивает высокое использование генератора, хорошее качество напряже­ния Ud, низкие обратные напряжения на вентилях. Эта схема получила наиболь­шее распространение.

Сдвоенные мостовые схемы позволя­ют получить минимальный уровень пульсаций выходного напряжения, но содер­жат две якорные обмотки и большое чис­ло вентилей. Иногда для ВГ используют­ся пятифазные мостовые схемы, обеспечи­вающие низкий уровень пульсаций вы­прямленного напряжения, а также двой­ные трехфазные схемы с общим нулевым выводом и уравнительным реактором.

В настоящее время ВГ широко используются для за­ряда емкостных накопителей, обеспечивающих питание импульс­ных потребителей электроэнергии различного назначения. Работа ВГ на активно-емкостную нагрузку отличается важными особен­ностями, связанными с нестационарностью процессов из-за непре­рывного изменения тока нагрузки, которым является зарядный ток емкости.

 Типичная схема энергоустановки с ВГ и емкостным накопителем ЕН, питающим импульсную нагрузку ИН, приведена на Рисунке 6,  показаны временные диаграммы напряжений  и  токов ЕН.

.

Рисунок 6 Схема вентильно­го генератора с емкостным накопителем (а) и времен­ные диаграммы напряжений и токов (б)

1.2 Особенности конструктивного исполнения и области примене­ния ВГ.

Особые требования к ВГ, работающим на активно-индук­тивную нагрузку, связаны с необходи-мостью иметь в них низкие значения коммутационного сопротивления Х_к (соответственно Х"а), поскольку при больших Х_к снижается выходное напряжение, и сильно искажаются формы кривых напряжений и токов генера­тора. Поэтому при значительных Х_к приходится увеличивать рас­четную мощность генератора на 15—20% по сравнению с мощ­ностью при Х_к0. Кроме того, при больших Х_к могут возникать перенапряжения на вентилях.

Очевидно, значение Х_к будет тем ниже, чем меньше потоки рассеяния в генераторе и чем сильнее развиты демпферные обмот­ки, обеспечивающие вытеснение быстро изменяющегося потока на пути с малой магнитной проводимостью. Отсюда ясна необходи­мость использования в ВГ более мощной демпферной системы, чем в обычных синхронных генераторах. По тем же причинам, т. е. для снижения роли коммутационных процессов, ВГ должны иметь несколько пониженную линейную нагрузку. С целью умень­шения изменений выпрямленного напряжения обычно стремятся снизить влияние реакции якоря ВГ, для чего помимо уменьшения линейной нагрузки увеличивают число полюсов 2р, так как МДС реакции якоря согласно обратно пропорциональна р. Обыч­но в ВГ . Большое число полюсов обеспечивает, как правило, повышенную частоту ЭДС, наводимой в обмотке якоря ВГ, что повышает частоту пульсаций выпрямленного напряжения, облегчая фильтрацию высших гармоник и улучшая качество вы­прямленного тока. Число фаз в ВГ также часто делается повышен­ным для снижения пульсаций выпрямленного напряжения.