Тема 6. Бесконтактные генераторы с клювообразным ротором.
Тема 6.1. Проблема повышения надёжности и ресурса бортовых автомобильных генераторов.
Разработано около 30 конструктивных вариантов клювообразных машин. Цель их - повышение надёжности и ресурса.
Классификация:
Классы: контактные и бесконтактные.
Устройство магнитной цепи: с клювообразным индуктором (ротором), с клювообразным якорем статора, с клювообразным индуктором и якорем.
По расположению катушки возбуждения: на роторе, статоре, с внутренним расположением, с внешним расположением.
По типу магнитопровода: внутриполюсные (с внутренним или внешним магнитопроводом), внешнеполюсные (торцевые).
По способу возбуждения: магнитная, смешанная, электромагнитная.
Тема 6.2. Основные типы и конструкции бесконтактных генераторов.
Клювообразная бесконтактная синхронная с клювообразными полюсами с внешним магнитопроводом. Область применения – системы электроснабжения ж/д вагонов.
Описание: МДС обмоток возбуждения направлены согласно. Основной магнитный поток проходит через подшипниковые щиты, дополнительные воздушные зазоры, клювообразные полюса, основной воздушный зазор, статор – корпус.
Достоинства: хорошее охлаждение обмотки возбуждения, возможность увеличения тока возбуждения.
Недостатки: увеличение массы стали из-за большой длины средней силовой линии магнитного потока в стали, увеличенный расход меди на обмотку возбуждения из-за значительного падения магнитного напряжения в стали и в дополнительных воздушных зазорах.
Бесконтактная синхронная машина с клювообразным консольным ротором.
Область применения – автобусы, грузовики.
Особенность – когти разной полярности соединены между собой с помощью немагнитных материалов.
1
- неподвижная ОВ;
2 - крышка;
3 - наружное стальное кольцо;
4 – статор;
5 – лобовая часть обмотки статора;
6 - вращающаяся консольная полюсная система;
7 – подшипники;
8 – вал;
9 – неподвижная втулка;
10 – крышка.
Описание: Клювы отделены от части магнитопровода с неподвижной внутренней обмоткой возбуждения с помощью нерабочих зазоров. В результате удалось получить консольный ротор колоколообразной формы, охватывающий неподвижную обмотку возбуждения.
Недостатки: сложность изготовления, незначительное снижение ЭДС обмотки возбуждения.
Достоинства: уменьшение потерь через крышки, щиты.
Бесконтактный автомобильный генератор с укороченными когтями.
1 – обмотка статора;
2 – статор;
3 – неподвижная обмотка возбуждения;
4- полюсная система ротора;
5 – подшипник;
6, 7 – крышки.
Описание: Обмотка возбуждения неподвижно крепится с помощью магнитной обоймы. Клювы (когти) имеют длину меньше половины длины активной части ротора. Полюса изготавливают из легированной кремнистой стали закалкой на мартенсит.
Достоинства: простота конструкции, высокая технологичность, ротор с малыми токами рассеяния, внешние характеристики более благоприятны, чем у вышерассмотренных.
Бесконтактный синхронный генератор с внутризамкнутым магнитопроводом (типа сексин).
Область применения: маломощные системы электроснабжения. Эскиз магнитной цепи генератора типа сексин с односторонней системой возбуждения с числом пар полюсов 6 представлен на рисунке:
1 – скоба ОВ; Ф1 – полный магнитный поток;
2 – немагнитная сталь; Ф2 – внешний магнитный поток;
3 – обмотка статора; Ф3 – через рабочий зазор;
4 – корпус; Ф4 – бокового рассеяния;
5 – ярмо статора; Ф5 – торцевого рассеяния.
6 – обмотка возбуждения.
Особенности конструкции.
Ротор сельсина состоит из магнитопроводящего вала с выступами, которые являются полюсами одной полярности (например, север) и полого цилиндра, образующего на участке якоря полюса другой полярности. Южный и северный полюса механически представляют собой единое целое (сварную конструкцию), но в магнитном отношении разъединены. Сварная конструкция надёжная, выдерживает высокую температуру нагрева, допускает большие окружные скорости, превышающие 100 м/с, требуют малую мощность на регулирование, малый расход меди на обмотку возбуждения.
Крупные недостатки: сложная конструкция, наличие нерабочих зазоров, при одной и той же мощности масса габарита выше до 30%.