Бесконтактные электрические машины с обмоткой возбуждения

Несмотря на достоинства БЭМ с постоянными магнитами их применение носит ограниченный характер из-за плохих регулировочных свойств.В системах, где требуется плавное и глубокое регулирование показателей и высокий уровень их стабилизации, широко используются БЭМ с обмоткой возбуждения (с эл.магнитным индуктором).

Бесконтактные электрические машины обмоткой возбуждения (ОВ) отличаются большим многообразием конструкции.

Начало БЭМ с ОВ было положено П.И. Яблочковым, который в 1877 году предложил первый бесконтактный генератор с ОВ /1/. Затем появились разновидности индукторных генераторов, первой среди которых был генератор А.К.Клименко(1882г).

Недоиспользование магнитного потока в индукторных генераторах стимулировало развитие БЭМ с когтеобразными полюсами и БЭМ с осевым возбуждением.

В перечисленных типах БЭМ обмотка якоря и возбуждения размещяются на статоре, а изменение магнитного потока в активной зоне обеспечивается благодаря специальной форме стального магнитопровода ротора.

- В БЭМ с вращающимся выпрямителем основнвм элементом является обычная синхронная машина, у которой на статоре находится обмотка якоря, а на роторе-полюсы из магнитомягкой стали и обмотка возбуждения, питаемая постоянным током. В отличие от обычной синхронной машины, у которой ток подается в ОБ через кольцевой щеточный контакт, в рассматриваемой машине питание ОБ осуществляется от специального возбудителя (В), обеспечивающего бесконтактную передачу энергии от статора к ротору электромагнитным путем. Так как при этом на ротор передается электрическая энергия переменного тока, возбудитель питает ОБ через установленный на роторе вращающийся выпрямитель, что и определяет название машины. Типичная компоновка элементов бесконтактной синхронной машины (БСМ) с вращающимся выпрямителем (ВВ) показана на рис. 5.

В качестве возбудителя можно использовать вращающийся трансформатор (Вт), асинхронный (АВ) и синхронный (СВ) возбудители.

За рубежом серийно выпускается автотракторный генератор с возбудителем и вращающимся выпрямителем, с протяжной вентиляцией, типа Т4 фирмы Bosch. Его технические данные приведены в Таблице № 4 в сравнении с отечественным индукторным генератором, и генератором с контактными кольцами английской фирмы Lucas.

- Бесконтактные генераторы с укороченными полюсами.

В машинах этого типа обмотки якоря и возбуждения находятся на статоре, а ротор имеет когтеобразные выступы (полюсы) из магнитомягкой стали, которая за счет МДС возбуждения приобретают чередующуюся магнитную полярность и создает в рабочем воздушном зазоре знакопеременное магнитное поле. Подобные конструкции могут выполняться в виде чисто механических конструкций, не содержащих постоянных магнитов, вращающихся выпрямителей, многовитковых обмоток и шихтованных сердечников. Подобные конструкции обладают высокой надежностью, слабой чувствительностью к внешним воздействиям, что позволяет создавать высоконадежные компактные генераторы. Общие недостатки БСМ с когтеобразными полюсами связаны с повышенными магнитными потоками рассеивания.

В целях унификации бесщеточные генераторы с укороченными полюсами выполняются на базе серийных генераторов /5/.

Например на базе выпускавшегося щеточного генератора Г250 был разработан бесщеточный генератор Г252, мощностью 700-750 Вт с разнесенными клювообразными полюсами и подвешенной в расточке пакета статора обмотки возбуждения (ОБ).

ОВ крепится в средней зоне пакета статора. В таблице № 2 приведены электрические и технические характеристики генератора Г252 в сравнении с бесщеточными генераторами ведущих зарубежных фирм, а также генераторами щеточного исполнения.

Конструкция имеет преимущества. Сравнительно малые длины магнитных силовых линий в магнитопроводе, а следовательно, меньшая требуемая величина намагничивающей силы возбуждения.

Недостатком является несколько большая трудоемкость его изготовления, а также невозможность балансировки ротора в сборе, что снижает качественные показатели генератора.

По использованию активных материалов бесщеточные генераторы значительно уступают аналогичному показателю генераторов щеточного исполнения /5/ .Так, по сравнению с щеточными генераторами Г221 и Г265 генератор Г252 имеет более низкие технические показатели: по максимальному коэффициенту использования ниже на 12 -25 %, по удельному коэффициенту использования на 6-20%.

Генераторы Г252 прошли эксплуатационные испытания и устанавливались на автомобилях МАЗ-555 /5/. Производство бесщеточных генераторов с укороченными полюсами только начинается, первыми моделями этого семейства являются генераторы 45.3701 и 49.3701,которые планируется устанавливать на автомобили семейства УАЗ /6/.

Таблица № 2

Разработка принципиальной гидравлической схемы
Рис. 1 Таблица перечня элементов принципиальной гидравлической схемы гидропривода. Поз. обозначение Наименование Кол. Примечание 1 гидроцилиндр 1 2 гидрозамок 1 3 гидрораспределитель 1 4 насос 1 5 фильтр 1 6 предохранительный клапан 1 7 гидробак 1 Гидроцилиндр двустороннего действия с односторонним ...

Характеристики двигателей
Энергетические и экономические показатели двигателя при различных режимах работы (частое вращение коленчатого вала и нагрузке) оценивают по его характеристикам: регулировочным, скоростной и нагрузочной. Характеристики – это графические выражения зависимости какого-либо основного показателя работы д ...

Анализ схем системы крепления двигателя и конструктивных особенностей их выполнения на самолетах заданного типа
Система крепления двигателя предназначена для надежного подсоединения двигателя с установленными на нем агрегатами и оборудованием (насосами, генераторами, воздушным винтом, гондолой с капотами) к силовым узлам, например, шпангоутам, лонжеронам или балкам планера самолета. Двигатели могут размещать ...