Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
§ 1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПРИМЕНЯЕМЫХ В АВТОНОМНЫХ СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Электрические машины переменного тока (генераторы и двигатели), применяемые в автономных системах электрооборудования, можно классифицировать по ряду признаков.
По назначению машины: автотракторные, самолетные, вертолетные, для передвижных электрических станций и др.
По выходным и входным (для двигателей) параметрам: числу фаз т — однофазные, трехфазные, пятифазные, шестифазные; частоте / — 400, 500, 1000, 2000 Гц и более; напряжете
нию на выходе генераторов — линейному Ua и фазному (Уф; выходной мощности; выходному моменту и частоте вращения (для двигателей).
По устройству магнитной цепи: с явновыраженными радиальными полюсами; с неявновыраженными радиальными полюсами турбогенераторного типа; с когтеобразными явновыраженными полюсами; с магнитными коммутаторами (индукторного типа); асинхронные; типа сексин (с радиальными и аксиальными полюсами); с укороченными когтями на роторе; с постоянными магнитами.
Первые три типа генераторов с электромагнитным возбуждением выполняются контактными, а остальные бесконтактными. Генераторы с явновыраженными радиальными полюсами с электромагнитным возбуждением изготовляются и бесконтактными, если предусматривается каскадная конструкция с вращающимися выпрямителями в цепи возбуждения. , —
По способу возбуждения: с независимым возбуждением при питании обмотки возбуждения от бортовой сети; с независимым возбуждением при питании от собственного возбудителя, встроенного в генератор; с самовозбуждением; с возбуждением от постоянных магнитов (магнитоэлектрические генераторы); комбинированного возбуждения (магнитоэлектрические в комбинации с электромагнитными) .
По способу охлаждения: с естественным охлаждением; с самовентиляцией (на валу устанавливается вентилятор); с посторонним охлаждением; от скоростного напора встречного потока воздуха; с жидкостными системами охлаждения (конвективной, канальной, струйной); с воздушно-испарительным охлаждением*, с жидкостным испарительным охлаждением; термоинерштонные генераторы.
По способу выполнения: открытые, защищенные и закрытые.
По способу расположения вала: с вертикальным расположением и горизонтальным.
§ 1.3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И КОНСТРУКЦИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Электрические машины автономных систем электрооборудования должны удовлетворять определенным требованиям, важнейшими из которых являются: высокая надежность в работе при всех заданных условиях эксплуатации; малая масса и габариты; простота обслуживания; автономность и живучесть агрегатов (способность продолжать работу при получении повреждения); заданный срок службы; защита от радиопомех; низкая стоимость; производственные требования.
Кроме того, к специальным электрическим машинам предъявляется ряд дополнительных требований, обусловленных спецификой
8
работы и определяемых техническими требованиями, нормалями и ГОСТами. Например, важнейшими дополнительными требованиями для авиационных генераторов (ГОСТ 19705—74, ОСТ 100775—75) являются: синусоидальность кривой фазного и линейного напряжений, симметрия напряжений для трехфазных генераторов при несимметрии нагрузки, малый небаланс напряжений, высокая перегрузочная способность, малое время переходных процессов. Выполнение этих требований обеспечивается соответствующими значениями параметров генераторов, которые должны быть выдержаны в процессе проектирования и изготовления. Значения параметров авиационных генераторов согласно ТУ приведены в табл. 1.2 [1].
Требования к параметрам генераторов достаточно жесткие и выполнение их связано с рядом конструктивных и технологических трудностей и, как правило, с ухудшением использования.
Требование синусоидальности кривой напряжения достигается путем уменьшения обмоточных коэффициентов для высших гармоник (при этом уменьшается и обмоточный коэффициент основной гармоники и растут размеры генераторов); выбора профиля воздушного зазора, применения специальных обмоток, например четы-рехслойных, что усложняет технологию и ухудшает использование.
Обеспечение допустимой несимметрии и небаланса напряжений при несимметрии нагрузки требует усиления демпферной (успокоительной) обмотки, уменьшения рассеяния обмоток якоря и возбуждения для уменьшения значений сопротивления обратной Z2 и нулевой Z0 последовательностей, что также связано с уменьшением использования генератора. Длительная работа трехфазных генераторов при несимметричной нагрузке допускается, если токи в фазах не превышают номинального тока фазы, а их разность составляет не более 10—20%. При значительной разнице токов в фазах получаются большие потери в обмотке возбуждения от токов обратной последовательности и недопустимый нагрев обмотки возбуждения.
Требования большой перегрузочной способности заставляют выбирать большой воздушный зазор, уменьшать линейную нагрузку, принимать меры к снижению рассеяния обмоток.
Малое время переходных процессов обеспечивается путем уменьшения постоянных времени обмоток и прежде всего постоянной времени обмотки возбуждения, применения эффективной успокоительной системы.
