Недостатками генератора являются наличие осевой силы магнитного притяжения и сложная технология якоря. Симметрия и компактность генератора повышаются в двухпакетной конструкции, схематично показанной на рисунке 6
Рисунок 6 – Генератор двухпакетной конструкции
Относительная масса торцового БСГ составляет 3 кг/кВА при мощностях порядка 1 кВА и 1,5 кг/кВА при мощностях порядка 15 кВА
В генераторе объединены две машины: МЭГ и БСГ с внутризамкнутым потоком. Основной магнитный поток Ф1 создается постоянными магнитами 1 (смотри рисунок 7) на роторе. Также на роторе размещаются выступы 2 и стальной цилиндр 3 с окнами для выступов 2. Развертка правой части поверхности ротора выгладит так же, как развертка на рисунке 3б. Левая часть цилиндра 3 охватывает магниты 1. Участки цилиндра между магнитами 1 выполнены из немагнитной стали. На статоре находятся шихтованный сердечник 4 с якорной обмоткой 5, стальная скоба 6 и обмотка возбуждения 7. При обесточенной обмотке 7 выступы 2 являются шунтами по отношению к магнитам 1, и часть основного потока замыкается по выступам 2, минуя якорь. При питания обмотки 7 постоянным током создается добавочный поток Ф2, в который замыкается через выступы 2, пакет якоря 4 и цилиндр 3 так же, как в БСГ с внутризамкнутым потоком. Полный магнитный поток в рабочем зазоре, таким образом, есть Фδ = Ф1+Ф2. Меняя ток в обмотке 7, можно регулировать в необходимых пределах Ф2 и Фδ, а следовательно, и э.д.с., наводимую в якорной обмотке.
Рисунок 7 – БСГ с комбинированным возбуждением
БСГ с комбинированным возбуждением позволяют реализовать достоинства МЭГ (бесконтактность, повышенные к.п.д. и т.п.) и в то же время ликвидировать основной недостаток МЭГ - сложность регулирования напряжения. Такие генераторы обладают высокой надежностью, имеют хорошие массогабаритные показатели.
В индукторных генераторах (ИГ) магнитная индукция в каждой точке якорной зоны меняется только по величине, а её направление сохраняется неизменным. Изменение во времени магнитного потока, сцепленного с каждой секцией обмотки якоря, достигается за счет периодического изменения магнитного сопротивления на пути потока.
Рисунок 8 – Однопакетный ИГ
На рисунке 8 показан однопакетный ИГ с неявнополюсным статором, на котором размещается якорная обмотка 1, расположенная в пазах шихтованного сердечника 2. Кроме того, на статоре размещается обмотка возбуждения 3, питаемая постоянным током. На роторе имеется стальная втулка 4, на которой находятся шихтованные выступы 5. Основной магнитный поток Ф, создаваемый обмоткой возбуждения, замыкается по пути: корпус 6 - втулка 4 - сердечник 2 - корпус 6. Между втулкой 4 .и сердечником статора 2 поток разветвляется: его большая часть Фmax замыкается через выступы 5 и наименьший зазор 6 min, а меньшая часть Фmin - через наибольший зазор бmax. (величина потока обратно пропорциональна магнитному сопротивлению на его пути). При вращении ротора с каждой секцией якорной обмотки будет поочередно сцеплен то Фmax, то Фmin.. Таким образом, поток меняется по величине, но его направление (на рисунке 8 – от центра к периферии) сохраняется в каждой точке зазора. За счет изменения Ф во времени в обмотке якоря наводится э.д.с.
На рисунке 9 (обозначения те же, что и на рисунке 8) показан двух пакетный ИГ с явно полюсным статором. Здесь якорная обмотка выполнена в виде катушек, охватывающих шихтованные выступы сердечника статора. Имеются одна обмотка возбуждения 3 и две симметричные активные зоны слева и справа от обмотки 3, в которых, как и на рисунке 8, через δmin замыкается Фmах, а через δmах замыкается Фmin.
Конструкции, показанные на рис, 8 и 9, называются одноименно полюсными, так как магнитная индукция имеет одинаковое направление в каждой точке зазора.
Рисунок 9 – Двухпакетный ИГ с явно полюсным статором
Внешние характеристики индукторных генераторов подобны характеристикам явнополюсных синхронных генераторов.
Достоинства: отсутствие вращающейся обмотки, простота и надежность конструкции; относительно малые вес обмотки возбуждения и потери в ней, а следовательно, и в регуляторе; относительно высокий к. п. д. и простота регулирования потока взаимоиндукции. Допускают высокие частоты вращения. Могут быть выполнены на большие частоты (тысячи Гц), при которых они наиболее конкурентоспособны с генераторами других типов.
К недостаткам относятся: низкое использование (менее чем на 50%) активного слоя вследствие того, что полезно используется лишь переменная составляющая пульсирующего потока; высокая реактивность, что иногда требует емкостную компенсацию; зависимость формы кривой э. д. с. от величины и характера нагрузки.
Существуют разноименно полюсные ИГ, в которых якорная зона имеет области с магнитным полем разного направления (напомним, однако, что в каждой данной точке рабочего зазора поле сохраняет направление и меняется только по величине). Такой ИГ показан на рисунке 10, а.
Рисунок 10 – Разноименно полюсные ИГ
Он имеет обмотку возбуждения 1, стороны которой параллельны оси. На статоре есть выступы с обмоткой якоря 2. Ротор также явнонополюсный. Полный поток вокруг обмотки возбуждения 1 замыкается по двум основным путям: через δmin замыкается поток Фmаx и через δmах - поток Фmin. При вращении якоря поток в каждой катушке якорной обмотки 2 меняется во времени и наводит э.д.с. В верхней половине сечения на рисунке 10, а поле всюду направлено от центра, а в нижней - к центру, т.е. на роторе и статоре можно выделить полюсы разной полярности, в отличие от предыдущих конструкций ИГ, где в каждом сечении активной зоны полюсы имели одинаковую полярность.
Общими недостатками для всех типов индукторных генераторов является их больший вес (на 40—60% больше, чем у генераторов с вращающимися выпрямителями). Пакет якоря имеет, по меньшей мере, удвоенные размеры и вес по сравнению с якорем альтернативного генератора. Индукторные генераторы имеют плохую форму кривой напряжения, крутопадающие внешние характеристики и малый коэффициент перегрузки. Динамические характеристики их невысокие.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.