В разноименнополюсных ИМ к якорю примыкают магнитные полюсы различной полярности. Конструкция такой ИМ приведена на рис. 3. В режиме генератора при вращении ротора поток в секциях ОЯ колеблется в пределах от Фmax до Фmin, наводя рабочую ЭДС. В отличие от одноименнополюсной ИМ часть зубцов ротора имеет южную полярность (поток входит в них), а часть — северную (поток выходит из них). Поэтому машина называется разноименнополюсной.
Параметры Xd и Xq в индукторных машинах обычно существенно больше, чем в синхронных (в 1,5...2 раза). Поэтому внешние характеристики индукторных генераторов являются крутопадающими и для стабилизации выходного напряжения необходимы относительно мощные регуляторы, воздействующие на ток возбуждения или выполненные по типу параметрических схем с LC-контуром.
2 Вентильные генераторы
Особые требования к ВГ, работающим на активно-индуктивную нагрузку, связаны с необходимостью иметь в них низкие значения коммутационного сопротивления Хк (соответственно Xd"), поскольку при больших Хк снижается выходное напряжение и сильно искажаются формы кривых напряжений и токов генератора. Поэтому при значительных Хк увеличивают расчетную мощность генератора на 15 ... 20 % по сравнению с мощностью при Хк → 0. При больших Хк возникают перенапряжения на вентилях.
Значение Хк 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. 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 обратно пропорциональна р. Обычно в ВГ число полюсов 2р≥8...10. 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.
Вентильные генераторы на основе синхронных генераторов с вращающимися выпрямителями имеют наилучшие показатели. Такие генераторы обладают малыми полями рассеяния хорошими массогабаритными показателями. При больших частотах вращения (n≥3000 об/мин) роторы могут выполняться неявнополюсными в виде сплошного стального цилиндра с пазами для обмотки возбуждения. Массивный ротор обеспечивает генератору хорошие демпфирующие свойства по продольной и поперечной осям и не требует специальных демпферных клеток. При небольших частотах вращения роторы выполняют явнополюсными с развитыми демпферными клетками.Конструкция ВГ показана на рис. 4.
Рисунок 4 – Конструкция ВГ:
1– вентили выпрямителя; 2 – основной генератор; 3 – блок вращающихся выпрямителей; 4 – возбудитель; 5 – центробежный вентилятор; 6 – входной воздушный патрубок.
Достоинство таких ВГ — возможность обеспечения малых значений Хк без развитых демпферных обмоток.
3 Синхронный АБГ с когтеобразными полюсами
В машинах этого типа обмотки якоря и возбуждения находятся на статоре, а ротор имеет когтеобразные полюсы из магнитомягкой стали, которые за счет МДС возбуждения приобретают чередующуюся магнитную полярность и создают в рабочем воздушном зазоре знакопеременное магнитное поле. Роторы таких БСМ могут выполняться в виде чисто механических конструкций, не содержащих постоянных магнитов, вращающихся выпрямителей, многовитковых обмоток и шихтованных сердечников. Подобные конструкции обладают высокой надежностью, слабой чувствительностью к внешним воздействиям (повышенным температурам, динамическим нагрузкам, присутствию агрессивных сред и т. д.), предельными частотами вращения, что в совокупности позволяет создавать высоконадежные компактные генераторы и двигатели, способные работать в сложных окружающих условиях.
Общие недостатки БСМ с когтеобразными полюсами связаны с повышенными магнитными потоками рассеяния.
Существует большое разнообразие конструктивных исполнений БСМ с когтеобразными полюсами.
БСМ с внешнезамкнутым потоком представлена на рис.5
Вал машины выполняется из немагнитной стали. Магнитный поток возбуждения Фв, создаваемый согласно включенными обмотками возбуждения 1 и 4, замыкается по пути с наибольшей магнитной проводимостью (с наименьшим воздушным зазором) следующим образом:
Рисунок 5 – АБГ с внешнезамкнутым потоком:
1 и 4 – кольцевые обмотки возбуждения; 2 – шихтованный стальной цилиндрический сердечник; 3 – обмотка якоря; 5 и 10 – консоли; 6 и 9 – втулки; 7 и 8 когтеобразные выступы;
δ – рабочий зазор ; δ1и δ2– дополнительные зазоры.
Наружный корпус — консоль 10 — дополнительный зазор δ2 — левая втулка 9 — выступы 8 — рабочий зазор δ— статор — рабочий зазор δ под соседними выступами — выступы 7— правая втулка б —дополнительный зазор δ1 — консоль 5 — корпус. Выступы 8 и 7 приобретают противоположную магнитную полярность (на рис. 5 Фв выходит из выступов 8 и входит в выступы 7).
При работе машины генератором вращение ротора от внешнего привода обеспечивает наведение рабочей ЭДС в ОЯ. Ток в ОЯ создает магнитный поток реакции якоря Фа. Продольная составляющая потока якоря Фаd замыкается по тому же пути, что и Фв, а поперечная составляющая Фaq— через выступы 7 и 8 в азимутальном направлении. Длина магнитной линии Фad существенно больше, чем для Фaq; кроме того, на пути Фadимеются дополнительные зазоры δ1 и δ2. Поэтому в отличие от обычных явнополюсных синхронных машин, у которых Xd>Xq, в данной машине Xd≈Xq. Магнитные линии, замыкающиеся вокруг проводников ОЯ и не сцепленные с ротором, как обычно, образуют поток рассеяния якоря Фσа и учитываются индуктивным сопротивлением якоря Хσа.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.