Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
б) момент инерции ротора (вследствие большой массы) и инерция магнитного поля (магнитная цепь содержит большие массивные участки) значительны; разноименнополюсные генераторы имеют меньший момент инерции ротора;
в) большая постоянная времени цепи возбуждения, так как обмотка возбуждения имеет малое активное сопротивление и большую индуктивность (весь поток возбуждения сцеплен с одной обмоткой возбуждения, что затягивает переходные процессы и увеличивает перенапряжения при сбросе нагрузки); разноименнополюсные генераторы имеют меньшую постоянную времени, так как катушки возбуждения рассредоточены.
Недостатком разноименнополюсных генераторов является то, что размеры пазов под обмотку возбуждения и их число необходимо выбирать так, чтобы магнитный поток возбуждения при любом положении ротора оставался постоянным.
Разноименнополюсные генераторы являются более предпочтительными по сравнению с одноименнополюсными, если частоты вращения относительно невелики. Уменьшение фазовой несимметрии (до 3%) можно достичь рядом способов. Основными из них являются:
а) выполнение числа пазов под обмотку возбуждения кратным числу фаз и различной ширины, чтобы в эти пазы поочередно попадали все фазы одинаковое число раз;
б) выполнение такого числа полюсов 2рв, чтобы его отношение к числу пазов под обмотку возбуждения после сокращения имело в знаменателе число, равное числу фаз.
Величина несимметрии по фазам снижается при снижении линейной нагрузки и увеличении отношения 2/?ц к числу пазов под обмотку возбуждения.
Индукторные генераторы первой и второй групп по геометрической конфигурации активной зоны якоря являются генераторами с ктассической активной зоной, у которых активная зона якоря reo «іетрически подобна синхронным машинам. Генераторы с классической активной зоной позволяют генерировать ЭДС до нескольких тысях герц (до 3500 Гц).
Третья группа генераторов имеет гребеночную зубцовую зону, которая позволяет генерировать ЭДС с частотой до нескольких десятков тысяч герц. Генераторы с гребеночной зоной на зуб-Ue статора (с пульсирующим потоком зубца ротора) являются развитием первой и второй групп. Они могут выполняться разно-именнополюсными, когда обмотка возбуждения располагается в
8-2341 . 209
пределах активной зоны, и одноименнополюсными, когда обмотка возбуждения находится вне активной зоны генератора.
Конфигурация зубцовой зоны разноименнополюсного генератора с гребеночной активной зоной с равными зубцовыми шагами на роторе и статоре показана на рис. 6.4, а, на котором показано размещение катушек возбуждения и якоря. Для катушек возбуждения в статоре выполнены специальные большие пазы. Пунктирными линиями показано направление магнитного потока, созда-
1
¦ — — TJTUT_nJTlrLnJ-TJ|l_r
ІП_П-Л
I___
5)
ваемого током возбуждения. На поверхности каждого зубца статора предусмотрено определенное число мелких зубцов С определенным зубцовым делением. Число зубцов на роторе соответствует расчетному числу зубцов статора. Расположение зубцов ротора и статора выбирается так, что если зубцы одного основного зубца оказались над зубцами ротора, то зубцы соседнего зуба, охватываемого той же катушкой возбуждения, оказываются над пазами ротора. Поверх-Рис. 6.4. Конфигурация гребеночной ность основного зубца имеет зубцовой зоны (а) и распределение ий- вид гребенки. Поэтому такие дукции в воздушном зазоре (б): машины называют с гребеноч-
/ —обмотка якоря; 2 — обмотка возбуждения Н0Д аКТИВНОЙ ЗОНОЙ.
На рис. 6.4, б показано также распределение индукции в воздушном зазоре при трех последовательных положениях ротора со смещением на 7г зубцового деления. Потокосцепление обмотки якоря при вращении ротора изменяется по величине (без изменения знака). В результате этого наводится ЭДС.
Если секция обмотки якоря охватывает два зуба (рис. 6 5), то в этом случае при вращении ротора потокосцепление обмотки якоря в отличие от всех рассмотренных типов генераторов изменяется не только по величине, но и по знаку. Величина потока, пронизывающего СеКЦИЮ, Изменяется На ВеЛИЧИНу 2(ФМакс—Фчин),
где Фмакс — поток под зубом при совпадении зубцов статора и ротора, Фмин — поток под зубом, когда зубцы статора оказываются над пазами ротора.
Примером выполнения одноименнополюсиых индукторных генераторов с гребеночной активной зоной может служить однопакет-ный трехфазный генератор (рис. 6.6). Здесь обмотка возбуждения вынесена за пределы активной зоны. Каждая секция обмотки якоря охватывает два зубца.
Основными типами индукторных машин являются машины с классической активной зоной. Наиболее распространенные из
210
них —это машины одноименнополюсные. Поэтому изложение рабочего процесса и методики расчета проводится применительно к индукторным генераторам с классической активной зубцовой зоной.
Рис 6 5 Конфигурация гребеночной зубцовой зоны, когда обмотка якоря охватывает два зуба:
1 —¦ обмотка якоря, 2 — обмотка возбуждения
Рис. 6.6. Однопакетный трехфазный индукторный генератор с гребеночной активной зоной
§ 6.2. ОСОБЕННОСТИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В ИНДУКТОРНЫХ ГЕНЕРАТОРАХ
