Рисунок 22 – Двойной когтеобразный ротор Ларионова:
1 – когтеобразные полюсы; 2 – цилиндрические магниты; 3 – вал; 4 – немагнитная втулка; 5 – кольца из мягкой стали; 6 – вентилятор.
Преимуществом когтеобразного ротора является более высокая степень использования магнита, стабильная форма н. с., лучшая форма э. д. с. и возможность повышения предельной мощности.
Недостатком машины с когтеобразным ротором, особенно при мощностях менее 1000 Вт, является увеличение радиальных размеров машины. Кроме того, она имеет меньшую, чем у звездочки, степень заполнения поперечного сечения ротора магнитом, что может привести к увеличению его объема и веса. При больших скоростях вращения концы когтей отгибаются, поэтому необходимо применять специальные крепления. При малых мощностях снижение веса магнита не приводит к снижению веса машины вследствие необходимости расположения полюсов между статором и магнитным цилиндром. При повышении частоты (числа полюсов) степень заполнения поперечного сечения ротора магнитом, у роторов типа «звездочка» снижается, в то время как в когтеобразном роторе отношение не зависит от числа полюсов. При увеличении частоты пропорционально снижается объем магнита, что может быть целиком реализовано в когтеобразном роторе соответствующим уменьшением длины магнита и, следовательно, длины машины. При повышенных частотах (значительном числе полюсов) объем и вес машин с когтеобразным ротором (если учесть при этом лучшее использование магнита) могут быть меньшими, чем у машин типа «звездочка».
Рисунок 23 – Ротор с призматическими магнитами с радиальным (а) и тангенциальным (б) намагничиванием:
а)1 – постоянные магниты призматической формы; 2 – ивставки из немагнитного материала; 3 – магнитомягкие участки; 4 – демпферная обмотка; 5 – магнитомягкая втулка; 6 – немагнитный сплав.
б)1– магниты; 2 – немагнитная втулка; 3 – немагнитные вставки; 4 – магнитомягкие участки; 5 – секторы из магнитомягкой стали.
10.1.3 Ротор с призматическими магнитами
Существует две модификации роторов с призматическими магнитами — с радиальным и тангенциальным намагничиванием.
Одна из возможных конструкций высокоскоростного ротора с радиальным намагничиванием приведена на рис. 23, а. Демпферная обмотка улучшает защиту магнита от нестационарных размагничивающих воздействий; предотвращает колебания ротора по отношению к синхронно вращающемуся полю якоря и гасит встречно вращающиеся составляющие поля (например, составляющие поля от высших гармоник МДС якоря, встречное поле в однофазных машинах и др.). С помощью обмотки обеспечивается асинхронный пуск машины в двигательном режиме. Благодаря хорошему экранированию магнитов от внешних полей и их простой форме рабочие индукции составляют 0,6... 0,8 Тл. Призматическая форма магнитов обеспечивает направленную кристаллизацию ферромагнетика, что существенно улучшает его магнитные свойства.
Ротор с тангенциальным намагничиванием представлен на рис. 23, б. Такая конструкция особенно рациональна при использовании высококоэрцитивных магнитов на основе редкоземельных материалов (типа SmCo3), которые могут быть слабочувствительны к величине немагнитного зазора в магнитной цепи.
Важная особенность конструкции с тангенциальным намагничиванием – возможность получения с ее помощью рабочих индукций в зазоре Вδ, превышающих индукцию Вм в магните. Благодаря применению высококоэрцитивных магнитов якорь для рассматриваемого ротора в ряде случаев может выполняться беспазовым.
В конструкциях, показанных на рис. 23. а, б, наружный сварной цилиндр обеспечивает высокие окружные скорости ротора, а магнитомягкие полюсные элементы – хорошую защиту магнитов от внешних размагничивающих воздействий.
Недостатком конструкций ротора со сварным наружным цилиндром являются значительные поверхностные потери от зубцовых гармоник поля, наводящих в цилиндре большие вихревые токи. Эти потери, очевидно, отсутствуют при беспазовой конструкции якоря.
Роторы с призматическими магнитами позволяют повысить мощность машин до 100 кВ·А и более.
10.1.4 Роторы с полюсными наконечниками
Роторы с полюсными наконечниками из мягкой стали сложны в производстве, но они обладают рядом существенных преимуществ. Магнитоэлектрический ротор с полюсными наконечниками подобен электромагнитным роторам, если сердечник и обмотку возбуждения (электромагнит) заменить у них постоянным магнитом.
Полюсные наконечники позволяют повысить индукцию в воздушном зазоре, синусоидально распределить магнитный поток на полюсном делении, регулировать величину потока рассеяния полюсов (для оптимального использования магнита), демпфировать реакцию н. с. токов переходного режима.
Рисунок 24 – ротор с кольцевым постоянным магнитом:
1– магнит; 2 – клювообразные полюсные наконечники; 3 – впаянные вставки; 4 – симметричные полюсы; 5 – втулка ступицы.
Конструкция ротора с кольцевым магнитом и клювообразными полюсными наконечниками показана на рис. 24.
10.2 Регулирование напряжения магнитоэлектрических генераторов
Регулирование и стабилизация напряжения магнитоэлектрических машин является важной проблемой, решение которой представляет значительные трудности и может быть выполнено в следующих направлениях:
· снижение величины падения напряжения;
· стабилизация напряжения применением конденсаторов;
· регулирование напряжения междуполюсными шунтами;
· регулирование напряжения изменением частоты;
· регулирование напряжения дросселями насыщения;
· регулирование напряжения изменением сопротивления магнитопровода.
Снижение величины падения напряжения
Для уменьшения величины падения напряжения необходимо снижать относительную величину н. с. якоря, т. е. уменьшать величину синхронного сопротивления в продольной оси машины, которая пропорциональна н. с. реакции якоря Fя.
Достоинством этого метода является простота и отсутствие устройств, регулирующих напряжение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.