Тема 7. Индукторные пульсационные генераторы.
Тема 7.1. История развития индукторных машин.
1854г – Найт получил патент на электрическую машину, похожую на
индукторную;
1877г – Яблочков изобрёл магнито-диомо-электрическую машину;
1882г – Клименко сконструировал индукторный генератор;
1890г – Тесла, 10 кГц, 4 кВт;
1909г – Александрсен, 100 кГц;
1912г – Вологдин, 20000 об/мин;
1930г – Алексеев написал монографию обо всех известных индукторных
машинах.
Тема 7.2. Принцип работы, основные типы и конструкция индукторных генераторов.
Основная область применения:
Источники питания повышенной частоты (до 1кГц), т.к. на высоких частотах они имеют преимущество в сравнении с генераторами других типов.
Принцип работы:
Наведение ЭДС происходит под влиянием переменной составляющей магнитного потока, периодически изменяющей свою величину в воздушном зазоре. В результате магнитная цепь индукторной машины должна быть рассчитана на более чем в два раза больший магнитный поток в отличие от переменно-полюсных машин классического типа.
Классификация:
По применению:
а) генераторы;
б) двигатели;
в) преобразователи.
По пространственному расположению системы возбуждения:
а) одноимённополюсные;
б) разноимённополюсные.
По системе возбуждения:
а) электромагнитные;
б) магнитоэлектрические.
По структуре активного слоя:
а) классическая активная зона с одинарным и двойным шагом;
б) гребёночная активная зона с одинарным и двойным шагом.
Рассмотрим основные типы индукторных машин:
Разноимённополюсные с пульсирующим потоком:
а) пульсирующий поток:
Поток меняет направление, перемагничивает ротор.
б) разноимённополюсные:
Статорные полюса как в машине постоянного тока.
в) конструктивная схема разноименнополюсного индукторного генератора с классической зубцовой зоной:
Недостатки одноимённых машин:
часть расточки якоря занята пазами с обмоткой возбуждения, а часть «потеряна»;
перемагничивание зубцов ротора;
для снижения больших потерь на вихревые токи ротор должен быть шихтованный;
трудность выполнения симметричной многофазной обмотки;
относительно большой наружный диаметр.
Достоинства:
каждый из полюсных башмаков можно выполнить самостоятельно, как отдельную машину;
корпус и вал машины не являются частью магнитопровода;
нет массивных участков магнитной цепи, поэтому машина обладает меньшей инерцией, а переходные процессы протекают быстро;
отсутствует аксиальный магнитный поток, поэтому не надо защищать подшипники от подшипникового тока;
возможность совмещения в одной магнитной системе нескольких функций.
Одноимённополюсные с переменным потоком:
а) коммутация переменного потока:
б) одноименнополюсные:
в) конструктивная схема однопакетного одноименного генератора с распределённой однофазной обмоткой:
г) конструктивная схема однополюсного двухпакетного генератора с катушечной трёхфазной обмоткой:
1 – цилиндр ротора;
2 – зубчатые пакеты ротора;
3 – пакеты статора;
4 – катушка возбуждения;
5 – обмотка статора;
6 – внешний магнитопровод.
Достоинства:
нет перемагничивающего потока ротора, поэтому имеют массивный ротор для получения высокой механической прочности;
каждый пакет можно выполнить по своим параметрам;
хорошая технологичность.
Недостатки:
наличие массивных магнитопроводов (большая магнитная инерция);
наличие аксиального потока, нагружающего подшипник;
наличие осевого потока и подшипниковых токов;
корпус, вал и щиты являются магнитопроводом и требуется большая МДС намагничивания.
Индукторные генераторы с гребёночной зубцовой зоной.
Назначение: генерировать ЭДС с частотой до нескольких десятков тысяч герц. Конфигурация гребенчатой зубцовой зоны и распределение индукции в воздушном зазоре представлены ниже:
