Бесконтактные генераторы с электромагнитным возбуждением

К бесконтактным генераторам с электромагнитным возбуждением относятся индукторные генераторы и генераторы с укороченными клювами. Упрощенная схема устройства индукторного генератора представлена на рис. 1.7.

 

Работает генератор следующим образом. Обмотка возбуждения 1, по которой протекает по­стоянный ток, создает в магнитной системе поток (показан пунктиром), ко­торый при вращении ро­тора изменяется по вели­чине без изменения зна­ка. Этот поток замыкает­ся, проходя через воз­душный зазор между втулкой 2 и валом 3, ро­тор 5, зубцы которого вы­полнены в виде звездочки, воздушный зазор между ротором и стато­ром, магнитопровод статора 6 и крышку 4. Изменение магнитного потока в якоре при вращении ротора происходит за счет изменения магнитного сопротивления воздушного зазора между зубцами статора и ротора. Магнитный поток Ф у индукторных генераторов пульсирующий (рис. 1.8) Магнитный поток в воздушном зазоре периодически изменяется от Фmах, когда оси зубцов ротора и статора совпадают, до Фmin, когда оси зубцов ротора и статора смещены на угол 180 электрических градусов. Таким образом, магнитный поток имеет среднюю постоянную Фср = 0,5(Фmах + Фmin) и переменную составляющую с амплитудой Фпер — 0,5(Фmах - Фmin)

 

Рис. 1.7. Индукторный генератор

 

Рис. 1.9. Генератор с укороченными полюсами

 

 

Рис. 1.8. Изменение магнитного потока в индукторном генераторе

 

Если принять изменение переменной составляющей магнитного потока в зубце по синусоидальному закону

Фа ⁼ 0,5(Ф_Mах ^— Ф min) COS t,

где - = 2 f угловая частота, то ЭДС холостого хода, наводимая в обмотке якоря, определится выражением

е_о = W_KZ_S 0,5(Ф_Mах ^— Ф min)COS t,

где w_K - число витков в катушке; z_s - число последовательно вклю­ченных катушек фазы якоря.

Действующее значение ЭДС холостого хода

Е₀ - 2,22fz_sw„(Ф_Mах ^— Ф min) = 4,44fzsw_K Ф_nep.

Зубец и впадина ротора (индуктора) генератора образуют пару полюсов, поэтому частота тока якоря в индукторе генератора

f=zn!/ 60,

где z- число зубцов ротора.

В генераторах с укороченными полюсами бесконтактность дости­гается за счет неподвижного крепления обмотки возбуждения 4 (рис. 1.9) с помощью немагнитной обоймы 1. Полюсы 2 кпювообразной формы имеют длину меньше половины длины активной части рото­ра. В процессе вращения ротора магнитный поток возбуждения пе­ресекает витки обмотки статора 3, индуцируя в них ЭДС. Эти генера­торы просты по конструкции, технологичны. Роторы имеют малое рассеяние. К недостаткам можно отнести несколько большую, чем у контактных генераторов, массу при той же мощности. Также следует отметить трудность крепления обмотки возбуждения и обеспечения жесткости и механической прочности ее крепления.