В отличие от сплавов Alnico бариевые и стронциевые ферриты изготовляются методами порошковой
технологии. Главное достоинство ферритов — низкая стоимость и достаточно высокие значения коэрцитивной
силы, недостатки связаны с невысокими значениями остаточной индукции 
и сильной зависимостью
параметров, особенно от температуры окружающей
среды (изменение индукции составляет 0,18—0,2 %/град).
По сравнению с генераторами с электромагнитным возбуждением конструкции индукторов МЭГ отличаются большим разнообразием и зависят не только от назначения и мощности генератора, но и от магнитных и технологических свойств магнитов. В маломощных генераторах, используемых в электромашинных преобразователях и подвозбудителях синхронных генераторов, широкое распространение получили роторы с изотропными постоянными магнитами типа «звездочка» без полюсных (рис.2, а) и с полюсными (рис.1, б) башмаками.
Для повышения монолитности конструкции и за.щиты магнитов от ударных токов короткого замыкания крепление магнита-«звездочки» на валу выполняется путем заливки междуполюсного пространства алюминиевым или цинковым сплавом. Наличие полюсных башмаков с возможностью размещения в них демпферной клетки способствует улучшению формы кривой ЭДС и повышению устойчивости магнитов к размагничивающему действию реакции якоря. В конструкции, показанной на рис. 2, б, полюсные башмаки формируются с помощью обоймы, выполненной в виде цилиндрического кольца с участками из магнитомягкого материала (полюсы) и немагнитной стали (междуполюсные участки). Такой сварной цилиндр напрессовывается на полюсы магнита с натягом, что обеспечивает высокую механическую прочность индуктора.
Появление анизотропных материалов с направленной кристаллизацией, обладающих высокой удельной магнитной энергией, позволило выполнить звездообразный индуктор с целым (рис. 2, в) или половинным (рис. 2, г ) числом призматических постоянных магнитов, намагниченных в радиальном направлении.
Рис.8 Конструкция индуктора электромеханических преобразователей с возбуждением от постоянных магнитов:
а – звездообразного типа без полюсных башмаков; б – звездообразного типа со сварными башмаками; в – с призматическими магнитами и сварными башмаками; г – с половинным числом постоянных магнитов; д – когтеобразного типа; е – с призматическими магнитами из редкоземельных материалов; ж – коллекторного типа; 1 – постоянный магнит; 2 – вал; 3 – магнитная сталь; 4- немагнитная сталь; 5 – немагнитная втулка; 6 – алюминиевая заливка.
Кроме описанных выше конструкций в маломощных источниках питания широкое распространение получили индукторы с магнитной системой когтеобразного типа (рис. 6.7. д). При такой форме ротора магнит представляет собой сплошной или полый цилиндр, намагниченный в аксиальном направлении. Магнит расположен между двумя шайбами, снабженными полюсными выступами — когтями. В подобной конструкции все полюсы иной шайбы оказываются северными, а полюсы другой — южными.
Несмотря на естественную бесконтактность, область применения генераторов с ПМ до последнего времени была ограничена. Подобная ситуация обусловливалась следующими причинами.
1. Из-за невысоких магнитных характеристик материалов ПМ магнитоэлектрические генераторы по удельным показателям могли конкурировать с классическими синхронными генераторами лишь «области небольших мощностей.
2. В генераторах с возбуждением от ПМ затруднена регулирование напряжения. Известные способы стабилизации напряжения этих генераторов связаны с ухудшением использования электрической машины и не обеспечивают большой кратности изменения потока. Генераторы с электромагнитным •ибуждением от этого недостатка свободны, поскольку поток индуктора легко и достаточно в широких пределах управляется изменением тока обмотке возбуждения.
3. Характеристики магнитоэлектрических машин зависят разброса параметров материалов ПМ, которые в свою очередь, достаточно чувствительны к температуре и её изменениям. Это обстоятельство
затрудняет эксплуатацию генераторов при высоких температурах.
Многообещающие перспективы для МЭГ появились с началом промышленного освоения магнитов на основе интерметаллических соединений редкоземельных материалов (самария, лантана, празеодима., церия и др). с кобальтом типа RCo5, R,Co7, R2Co17 (R – редкоземельный материал, в основном самарий Sm или празеодим Pr). Магнитные характеристики этих материалов существенно лучше, чем у сплавов Alnico или ферритов (см. рис. 1), что позволяет их использовать в мощных электромеханических преобразователях. С другой стороны магниты на основе редкоземельных материалов (РЗМ), очень дорогие, процесс их изгото-вления трудоемкий. При сопоставимой со сплавом Alnico температурной стабильностью РЗМ уступают им по допустимым рабочим темпераатурам (300 и 600 °С соответственно).
В последнее время особый интерес у читав электромеханических устройств вызывают оескобальтовые редкоземельные ПМ на основе соединения неодим - железо - бор (Nd-Fe—В) которые объединили в себе лучшие качества сплавов Alnico (высокие остаточные индукции) и интерметаллических соединений редкоземельных материалов с кобальтом (высокие значения коэрцитивной силы). Несомненными достоинствами магнитов Nd—Fe—В являются значительно более высо-кие^по сравнению с другими сплавами магнитные свойства при относительно низкой стоимости. Недостатки, ограничивающие их широкое применение, связаны с плохой, сопоставимой с ферритами термостабильностью.
Опыт проектирования генераторов с редкоземельными магнитами показывает, что в традиционных конструкциях этих электромеханических преобразователей реализовать все преимущества новых магнитотвердых материалов путем простой замены старых магнитов на новые не удается: потребовалось коренное изменение конструкций и схем управления МЭГ. Так. в конструкции индуктора, показанной на рис. 6.7, е, в отличие от низкокоэрцитивных сплавов Alnico дугообразные редкоземельные магниты имеют меньшее отношение длины в направлении намагничивания к площади поперечного сечения и фиксируются в собранном состоянии с помощью немагнитного цилиндрического кольца. Недостатки подобной конструкции — недоиспользование объема ротора и магнитной энергии ПМ могут быть снижены при использовании индуктора коллекторного типа. В таком индукторе полюсы выполняются в виде стальных сегментов, между которыми расположены намагниченные в тангенциальном направлении редкоземельные магниты. В целях повышения жесткости конструкции фиксация магнитов может обеспечиваться специальными немагнитными клиньями или кольцом с чередующимися магнитопроводящими и немагнитными участками (рис. 6.7, ж).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.