Машины с внутризамкнутым потоком, как и машины с внешнезамкнутым потоком, имеют значительные потоки рассеяния Фд: вокруг обмотки возбуждения Фов, между торцами сердечника якоря и цилиндром ротора Фат, между соседними полюсами Фоп (см. рис. 3.14). Машины
характеризуются высоким коэффициентом рассеяния (Ад» 1,5...2). Это приводит к большим значениям параметра Ад, чем определяются крутой наклон внешних характеристик и малая перегрузочная способность генератора (см, § 1.2). Кроме того, из-за конструктивной несимметрии северных и южных полюсов индукция под ними может существенно различаться (до 30...40%), что приводит к появлению постоянной составляющей в пространственной кривой распределения индукции, которая не участвует в наведении ЭДС якоря, но ухудшает использование магнитопровода! так же, как и в индукторных машинах (§ 3.4).
Бесконтактные СМ с внутризамкнутым потоком применяют в автономных энергоустановках. Консольные генераторы используются в системах электроснабжения железнодорожных вагонов и имеют несколько лучшие (на 20 ...40%) массогабаритные показатели, чем генераторы с внешнезамкнутым потоком. Маховичные
генераторы применяются в автономных энергоустановках с поршневыми приводными двигателями. Высокооборотные генераторы типа сексин могут применяться в маломощных системах электроснабжения летательных аппаратов (при мощностях 3...10 кВ-А). Хотя их удельные массы на 15...30% больше, чем у идентичных контактных явнополюсных синхронных генераторов, они существенно превосходят обычные генераторы по надежности и возможным границам использования. Машины типа сексин применяются и в качестве бесконтактных двигателей. Удельная масса таких двигателей меньше, чем у бесконтактных двигателей с внешне-замкнутым потоком.
Торцовые БСМ. В торцовых БСМ когтеобразные полюсные выступы ориентированы по^радиусу и отделены аксиальным зазором от торцового якоря^Юдна из возможных конструкций торцовой БСМ приведена на рис. 3.16, а. Обмотка якоря 1 уложена в радиальные пазы на торцовой поверхности стального сердечника 2 кольцевой формы, навитого из стальной ленты. Пазы фрезеруются после навивки сердечника или штампуются одновременно с его навивкой. Вид на торцовый якорь по оси показан на рис. 3.16, б (зубцы заштрихованы). Кольцевая обмотка возбуждения 5 закреплена в корпусе 6, выполненном из магнитомягкой стали. На роторе имеется стальная втулка 7 с радиальными полюсными выступами 8, образующими внутреннюю звездочку. Между полюсами 8 размещаются направленные внутрь полюсы 3 наружной звездочки, ограниченной стальным ободом 4. Наружная и внутренняя звездочки скреплены сварными вставками из немагнитной стали или заливкой немагнитным сплавом. Основной магнитный поток возбуждения, созданный обмоткой <т, замыкается следующим образом: корпус 6—дополнительный зазор б] между корпусом и ротором—втулка 7—полюсы 8—рабочий зазор 6— якорь—зазор 6—полюсы 3—дополнительный зазор 62 между ободом и корпусом—корпус 6. Таким образом, полюсы 3 и 8
приобретают противоположную магнитную полярность по отношению к якорю.
Лучшее использование потока и меньшие удельные массы имеет торцовая двухпакетная БСМ (рис. 3.16, в), в которой вместо боковой части корпуса 6 размещен еще один якорь с соответствующей системой полюсов на роторе. Такая БСМ обладает симметрией относительно среднего сечения и меньшим числом дополнительных зазоров.
При значительных мощностях (от нескольких сотен до нескольких тысяч киловольт-ампер) может быть применена конструкция двухпакетной торцовой БСМ с внутренними якорями (рис. 3.17). Поток в ней создается двумя концентрическими обмотками возбуждения 1 и 5, между которыми находятся два якорных пакета с обмотками 3 и 7 на наружных торцах. К этим торцам через аксиальные зазоры примыкают две полюсные системы 4 и 8, каждая из которых состоит из внутренней и наружной звездочек, как и в БСМ на рис. 3.16. Наруж-
па^етная^Ж^у^ ный ^рпус 2, расположенный между полюс-ними якорями ными системами ротора, и внутренняя втулка 6 выполнены из магнитомягкой стали.
Ход магнитных линий основного потока возбуждения Фв, охватывающих обе 0В с согласным направлением тока, показан на рис. 3.17.
Торцовые БСГ обладают существенными достоинствами. Во-первых, они имеют короткий жесткий ротор со сплошным наружным стальным ободом и радиально-ориентированными полюсными выступами. Поэтому механическая прочность ротора—высокая, а когтеобразные выступы не испытывают изгибающих сил при вращении. Окружные скорости таких роторов могут достигать 300... 350 м/с, позволяя создавать компактные высокооборотные преобразователи энергии. Во-вторых, магнитные линии основного потока для торцовых БСМ имеют относительно небольшую длину. Поэтому их удельные массы примерно в 1,5...2 раза меньше, чем у БСМ с внешнезамкнутым потоком, и близки к удельным массам контактных СМ. В-третьих, обмотки возбуждения торцовых БСМ имеют сравнительно небольшой объем и потери. В-четвертых, благодаря уплощенной конфигурации и возможности разместить обмотки на периферии машины торцовые БСМ имеют благоприятные возможности для интенсивного охлаждения (в том числе за счет эффективной самовентиляции). Наконец, торцовые БСМ позволяют легко защищать обмотки от воздействия агрессивных сред с помощью плоских экранов, а не цилиндрических,
как в других машинах, что расширяет возможности их использования в нестандартных условиях.
Недостатки торцовых БСМ связаны с возможным проявлением несбалансированных осевых сил магнитного тяжения (особенно в однопакетных конструкциях) и необходимостью применения во многих случаях радиально-упорных подшипников, с повышенным моментом инерции ротора, с усложненной технологией изготовления торцового якоря, а также с неоднородным распределением магнитного поля по радиусу из-за несимметрии потоков рассеяния с наружной и внутренней цилиндрических поверхностей якоря^
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.