Классификация авиационных бесконтактных генераторов, страница 7

Рисунок 17 – АБГ постоянного тока

тока и двух бесконтактных полупроводниковых выпрямителей один из которых смонтирован и вращается вместе с валом машины. Бесконтактный генератор постоянного тока может  быть выполнен также в виде электромеханического каскада — обращенного синхронного генератора с асинхронным преобразователем частоты, работающим на полупроводниковый выпрямитель.

Для генераторов небольшой мощности, к которым не предъявляются особые требования по допустимой величине коэффициента пульсации выпрямленного тока, целесообразно число фаз сократить до трех. В указанных условиях наиболее выгодной схемой выпрямления оказалась трехфазная мостовая схема.

Основной особенностью работы синхронного генератора на выпрямительную нагрузку являются непрерывные, систематически повторяющиеся несимметричные переходные процессы, вследствие которых синхронный генератор находится в некотором квазиустановившемся состоянии.

Искажения формы кривых в значительной мере зависят от величины и характера нагрузки, параметров генератора, выпрямителя и ряда других факторов. Так, в режимах, близких к холостому ходу, форма кривых фазного и линейного напряжения мало искажена и близка к синусоиде, а кривые фазного тока имеют большие искажения. По мере увеличения нагрузки кривые напряжений искажаются еще больше, а высшие гармоники в кривых фазного тока уменьшаются. В режиме коротком замыкания токи в фазных обмотках машины носят синусоидальный характер, в то время как кривые фазного и линейного напряжений сильно искажены.

Конструкция АБГ постоянного тока рассмотрена на примере генератора типа СВП( рис. 17) В отличие от коллекторных машин постоянного тока такие бесщеточные машины необратимы и могут работать только в генераторном режиме). Генератор имеет две независимые трехфазные статорные обмотки, на его выходе можно получить два напряжения — 52 и 20 В. Основой конструкции служит бесконтактный синхронный генератор с внешним магнитопроводом и когтеобразной полюсной системой в роторе. На одном из торцовых щитов укреплен звездообразный блок полупроводниковых выпрямителей с радиаторами. Для получения двух напряжений выпрямительный блок выполнен в виде двух трехфазных мостовых схем выпрямления, включенных последовательно. На выступающем конце вала укреплен центробежный вентилятор, предназначенный для охлаждения выпрямительных элементов и станины машины. Генератор работает со смешанным возбуждением. Общий вес генератора 190 кг, вес коммутирующего устройства 8 кг.

Преимущества АБГ постоянного тока. Бесконтактные генераторы постоянного тока со встроенными германиевыми и кремниевыми выпрямителями легче аналогичных коллекторных генераторов постоян­ного тока. Бесконтактное коммутирую­щее устройство занимает примерно в два раза меньший объем и приблизительно в три раза легче. Потери в бесконтактном коммутирующем устройстве в 2 – 3 раза меньше, чем в коллекторно-щеточном устройстве, так как полностью отпадают поте­ри на трение, а падение напряжения в случае применения гер­маниевых выпрямительных элементов в два раза меньше, чем на щеточном контакте. Вследствие этого бесконтактные машины обычно имеют более высокий к.п.д.

В последнее время все более часто генератор постоянного тока заменяют синхронным генератором, на выходе которого включен полупроводниковый выпрямитель. Это дает возможность выполнить генератор более быстроходным, что в свою очередь позволяет существенно уменьшить габаритные размеры и массу машины. Кроме того, эксплуатация синхронного генератора, в котором отсутствует коллектор, существенно проще, а надеж­ность выше, чем у обычных ге­нераторов постоянного тока.

Наличие переменного тока позволяет уменьшить габариты и повысить быстродействие системы автоматического регулирова­ния генератора, используя магнитные и полупроводниковые уси­лители. Перечисленные преимущества позволяют сделать вывод, что бесконтактные генераторы постоянного тока имеют перспективу дальнейшего развития. Этому способствует также быстрый прогресс полупроводниковой техники. Возрастает мощность, снижается стоимость силовых полупроводниковых элементов.

10  Магнитоэлектрические генераторы

Магнитоэлектрическиминазывают   машины, возбуждаемые постоянными магнитами.

Преимущества магнитоэлектрических машин возрастают с увеличением частоты, причем области применения повышенной частоты непрерывно расширяются.

Конструктивные формы генераторов с постоянными магнитами крайне разнообразны в зависимости от назначения, мощности, ха­рактера работы магнитной системы и сорта применяемого мате­риала.

Преимущества    магнитоэлектрических машин:

·  высокая  надежность  в  работе,  простота  конструкции  и  об­служивания благодаря отсутствию скользящих контактов и щеток, вращающейся обмотки и возбудителя, независимость от источников постоянного тока;

·  высокий коэффициент полезного действия и меньший нагрев машины благодаря отсутствию потерь на возбуждение и в скользящем контакте; например, синхронный генератор общего применения мощностью 15 кВт при 220 В имеет к. п. д. =82,5%, в то время как такой же магнитоэлектрический генератор –91%;

·  независимость   величины   магнитного   потока   в   воздушном зазоре от скорости вращения и температуры машины  (до 100°);

·  отсутствие   искровых контактов,   вызывающих   радиопомехи;

·  снижение   стоимости,   веса и габаритов  (отсутствие скользящих контактов, обмотки возбуждения и возбудителя)  у машин малой мощности и высокочастотных.

Недостатки магнитоэлектрических машин:

·  отсутствие прямого способа регулирования напряжения;

·  повышение стоимости, веса и габаритов машин средней мощности;

·  относительно низкий предел наибольшей   мощности машины. Магнитоэлектрические генераторы строятся мощностью до 100 кВА).

10.1  Конструкции роторов магнитоэлектри­ческих машин

Различают три основные конструкции роторов магнитоэлектри­ческих машин:

·  роторы с явновыраженными полюсами типа   «звездочка» — для машин малой мощности;