Бесконтактные генераторы и бесконтактные вентильные электродвигатели летательных аппаратов

Министерство образования РФ

Вятский государственный университет

Электротехнический факультет

Реферат

Авиационные бесконтактные генераторы и
бесконтактные вентильные электродвигатели

по дисциплине

«Электрооборудование летательных аппаратов и автотракторной техники»

Выполнил: студент гр. ЭМ–5           _________________/                            /

Руководитель: к.т.н.                          _________________/Кирьянов Ю.И./

Киров 2006

Содержание

Введение......................................................................................................... 3

1 Бесконтактные синхронные генераторы............................................... 4

1.1 Бесконтактные синхронные генераторы с когтеобразными полюсами................................................................................................... 4

1.2 Торцовый БСГ.................................................................................... 7

1.3 БСГ с комбинированным возбуждением....................................... 8

1.4 Индукторные генераторы................................................................. 8

1.5 Каскадные генераторы.................................................................... 11

1.6 Коммутаторные генераторы.......................................................... 11

1.7 Вентильные машины....................................................................... 12

1.8 Ротор “звездочка”............................................................................ 13

1.9 БГ нетрадиционных типов.............................................................. 14

2 Вентильные авиационные двигатели................................................... 16

2.1 Общие положения............................................................................ 16

2.2 Конструктивные элементы............................................................. 16

2.3 Устройства для охлаждения двигателей...................................... 17

2.4 Датчики положения ротора............................................................ 17

2.5 Инверторы с использованием полупроводниковых элементов................................................................................................................... 22

2.6 Устройства для стабилизации скорости, регулирование скорости двигателей.............................................................................. 23

Список использованной литературы...................................................... 27

Введение

Авиационные электрические генераторы (ЭГ) на ЛА работают при повышенных динамических нагрузках, произвольном положении в пространстве, широком изменении температуры, давления, влажности окружающей среды. Несмотря на столь трудные условия работы, ЭГ для ЛА должны обладать высокой надеж­ностью, иметь минимальные массу и габариты. Удовлетворе­ние этих требований достигается, во-первых, за счет использования высококачественных материалов, во-вторых, за счет оптимальных конструктивных решений и, в-третьих, за счет сокращения ресурса работы по сравнению с аналогичными наземнымиустройствами

Одним из наиболее уязвимых с точки зрения надежности элементов ЭГ является щеточный электрический контакт, обес­печивающий электрическую связь с обмотками на роторе. C ростом высоты дав­ление падает, и естественная смазка в контакте за счет влажного воздуха исчезает. Контакт начинает быстро разру­шаться, во-первых, из-за, повышенного трения, во-вторых, из-за возрастающего искрения, связанного со снижением электрической прочности разреженного воздуха.Кроме того, щеточный контакт работает при повышенной температуре, при сильных вибрациях и т.п. Надо учесть также, что щеточный контакт значительно снижает максимально допустимые скорости вращения ротора ЭГ. Поскольку мощность ЭГ при заданных электромагнитных нагрузках пропорциональна скорости ротора, становится ясно, что возможности заметного улучшения массогабаритных по­казателей контактных ЭГ весьма ограничены.

В этой связи особую актуальность приобретает создание бесконтактных ЭГ, которые, во-первых, имеют высокую надеж­ность, во-вторых, могут работать при высоких температурах и в агрессивных средах, в-третьих, позволяющие улучшить массогабаритные показатели за счет увеличения скорости вращения. Все вышесказанное справедливо и для электродвигателей.

1 Бесконтактные синхронные генераторы

1.1 Бесконтактные синхронные генераторы с когтеобразными полюсами

В бесконтактных синхронных генераторах (бсг) с когтеобразными полюсами обмотки якоря и возбуждения находятся на статоре, а ротор имеет когтеобразные выступы (полюсы) из магнитомягкой стали, которые за счет намагничивающей силы возбуждения приобретают чередующуюся по азимуту маг­нитную полярность и создают в рабочем воздушном зазоре знакопеременное магнитное поле. Существуют различные тины БСГ с когтеобразными полюсами.

БСГ с внешнезамкнутым потоком

На статоре размещаются две обмотки возбуждения 1 и 2 (смотри рисунок 1), питаемые постоянным током, и обмотка якоря 8, расположенная в пазах шихтованного стального сердечника 4. Наружный корпус 5 выполнен из магнитомягкой стали. Ротор не содержит каких-либо электрических элементов (обмоток, выпрями­телей и т.п.) и является чисто механической конструкцией. Нанём располагаются шайбы 6 и 7 с когтеобразными взаим­но чередующимися выступами 8 и 9.

Рисунок 1 – БСГ с внешнезамкнутым потоком

Главным достоинством является то, что магнит защищён магнитомягкими элеме­нтами от внешнего воздействия. Намагничивание производится в собранном виде внешним однородным полем. Степень использования магнита велика, индукции 0,6…0,7 Тл. Кроме того магнит имеет простую форму и расположен близко к центру ротора.

Недостатками генератора являются: 1 наличие тяжелого стального наружного корпуса, по которому замыкается маг­нитный поток; 2 необходимость иметь две обмотки возбужде­ния с относительно большим диаметром, а, следовательно, и большим объемом; 3 возможность отгиба когтеобразных выступов под действием центробежных сил; 4 повышенные радиальные размеры; 5 потери на возбуждение в таком БСГ отно­сительно велики.

БСГ с внутризамкнутым потоком

На статоре размещаются обмотка возбуждения постоян­ного тока 1 (смотри рисунок 2) и обмотка якоря2, расположенная в пазах шихто­ванного стального сердечника 3. К обмотке возбуждения 1 примыкает стальной магнитопровод 4 (скоба). Ротор содер­жит центральную стальную втулку 5 с радиальными выступа­ми 6 и цилиндр 7 с аксиальными выступами («когтями») 8, которые располагаются между выступами 6. Втулка 5, высту­пы 6 и цилиндр 7 с когтями 8 изготовлены из магнитомягкой стали. Пространство между выступами 6 и когтями 8 залито прочным немагнитным сплавом 9. Как и в предыдущем слу­чае, все электрические элементы генератора, находятся на статоре, а ротор является чисто механической конструкцией.