Машины с внутризамкнутым потоком, как и машины с внешнезамкнутым потоком, имеют значительные потоки рассеяния Фδ: вокруг обмотки возбуждения Фσ.в, между торцами сердечника якоря и цилиндром ротора Фσ.т, между соседними полюсами Фσ.п (см. рис. 10). Машины характеризуются высоким коэффициентом рассеяния (kσ≈1,5...2). Это приводит к большим значениям параметра Хd, чем определяются крутой наклон внешних характеристик и малая перегрузочная способность генератора. 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.
Консольные генераторы имеют несколько лучшие (на 20...40%) массогабаритные показатели, чем генераторы с внешнезамкнутым потоком.
4 Синхронный АБГ с раздвинутыми когтеобразными полюсами
Машина отличается когтеобразной конструкцией ротора неподвижной обмоткой возбуждения, размещенной и вокруг цилиндрической части когтеобразного ротора (рис 9).
Основным преимуществом рассматриваемой машины является малый вес обмотки возбуждения, небольшие потери в ней, высокий коэффициент усиления, очень малое рассеяние магнитного потока полюсов, что сильно повышает использование активных материалов ротора и обмотки возбуждения и компенсирует недостатки, связанные с двойной длиной пакета статора.
Рисунок 10 – АБГ с неподвижным цилиндрическим магнитопроводом
 |
Рисунок 9 – АБГ с раздвинутыми когтеобразными полюсами
В связи с высокой степенью использования активных материалов машина такого вида имеет минимальный удельный вес на единицу мощности. Наряду с трехфазным исполнением желательно иметь и однофазный вариант такого генератора. В этом случае возникают трудности в связи с чрезмерным нагревом массивных когтеобразных полюсов под влиянием инверсного полястатора. Во избежание этого следует значительно увеличить воздушный зазор, применить в полюсах материал с пониженной магнитной проницаемостью и большим активным сопротивлением или применить демпферную клетку. Второй вариант бесконтактной синхронной машины с когтеобразными полюсами (рис. 10) имеет неподвижный цилиндрический магнитопровод с находящейся на нем обмоткой возбуждения. Ротор машины состоит из двух полюсных систем различной полярности, жестко связанных между собой антимагнитным металлическим кольцом и опирается через подшипники на неподвижный центр, а также на щит генератора. В машине такого типа магнитный поток замыкается .через цилиндр, вспомогательные воздушные зазоры, когтеобразные полюса, основной воздушный зазор и якорь машины.
В отличие от первого варианта второй имеет нормальную длину пакета якоря, однако величина рассеяния между полюса ми оказывается столь же значительной, как и в когтеобразных машинах обычного исполнения.
5 Синхронный АБГ с укороченными когтеобразными полюсами
На рис. 11 представлен чертеж макета трехфазного бесконтактного синхронного генератора (БСГ) мощностью около 15 кВА.
Рисунок 11 – Конструкция АБГ с укороченными когтеобразными полюсами:
1– вал; 2 – корпус статора; 3 – корпус якоря; 4 – выводы распределенной двухслойной якорной обмотки; 5 – обмотка возбуждения; 6 – индуктор; 7 – задний подшипниковый щит; 8 – укороченные когтеобразные полюса; 11– передний подшипниковый щит; 13 – латунные шпильки; 14 – обмотки возбуждения; 15 – стальные винты; 17 – радиальные отверстия.
Особенности:
1. ЭДС в якорной обмотке индуктируется полным потоком, при этом получается наиболее выгодное соотношение между общим объемом провода обмотки возбуждения и величиной полного потока. В результате, мощность возбуждения при номинальной нагрузке машины составляет около 1% ее номинальной мощности.
2. Машина обладает малыми потоками рассеяния, особенно в тех случаях, когда когтеобразные полюса индуктора имеют два и более скоса, симметричных относительно их продольной оси.
3. Конструкция индуктора отличается достаточной простотой и прочностью. Применение многополюсного индуктора, вращающегося с высокой скоростью, обеспечивает возможность использования БСГ для генерирования переменного тока относительно высокой частоты.
4. Отсутствие вращающихся обмоток дает возможность применять любые системы охлаждения машины, в том числе и системы с хладагентами, что, в сочетании с высокими скоростями вращения, позволяет снизить вес, приходящийся на единицу генерируемой мощности.
Форма кривой э.д.с. и напряжения. Для машины типа АБГ необходима практически синусоидальная форма кривых э.д.с. и напряжения, т. к. в случае сильно выраженных высших гармоник возрастают потери в массивном индукторе. Наибольшее влияние на возникновение высших гармоник в кривых э.д.с. и напряжения оказывают наличие зубцов статора, форма когтеобразных полюсов индуктора и реакция якоря.
Скос полюсов индуктора, обеспечивающий подавление зубцовых гармоник, не нарушающий симметрию магнитной системы возбуждения и несущественно уменьшающий э.д.с. секции обмотки статора, может быть выполнен двояко:
- при bп<τ (bп— ширина полюса) скос должен производиться в разные стороны для полюсов разной полярности на величину одного зубцового деления статорного пакета относительно середины длины полюсов;
- при bп.осн<τ (bп.осн — ширина основания когтеобразного полюса) скос может быть выполнен в виде двух и более срезов, симметричных относительно продольной оси полюса.
При двухстороннем скосе полюсов, симметричном относительно их продольной оси, при средней ширине полюса bп<τ и bп=τ и обмотке статора с диаметральным шагом также невозможно получить практически синусоидальную э.д.с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.