книги из ГПНТБ / Сафонов А.С. Специальная электротехника учеб. для воен.-мор. команд.-инженер. училищ

СА и др. Кроме того, применяется ряд электродвигате­ лей, которые являются составными частями специальных механизмов и агрегатов, в связи с чем имеют маркиров­ ку электромеханизмов. Все эти электродвигатели имеют мощность от долей ватта до одного киловатта, номи­ нальное напряжение от 18 до 27 В, частоту вращения от 2500 до 25 000 об/мин. В табл. 19.1 приведены основные параметры некоторых из указанных серий электродвига­ телей.

полюсных машинах обмотки возбуждения левого и пра­ вого вращения размещены на своих полюсах раздельно, а в четырехполюсных машинах каждая обмотка нахо­ дится на двух противоположных полюсах. На рис. 19.16 изображены схемы внутренних соединений обмоток элек­

Электродвигатели типа Д представляют собой двух­ полюсные коллекторные машины, а типа СД — двухпо­ люсные и четырехполюсные машины. Возбуждение этих машин параллельное или последовательное (рис. 19.17).

420

Таблица 19.1

Машины типа Д обычно используются в качестве привод­ ных электродвигателей для авиационной аппаратуры, а машины СД, снабженные центробежными регуляторами частоты вращения (рис. 19.17, в), применяются для вра - ' щения авиационных устройств с постоянной скоростью.

Физические процессы в авиационных электродвига­ телях описываются теми же уравнениями, что и в элек­ тродвигателях общего применения. Для всех авиацион­ ных электродвигателей эти уравнения в общем виде можно записать так:

U — E-4- / / я ; Е = СепФ; М = СМ Ф/Я ;

довательно.

421

Характеристики малых авиационных электродвигате­ лей подобны характеристикам электродвигателей сред­ ней мощности и могут быть получены как эксперимен­ тальным, так и расчетным путем. Однако на них накла­ дывает отпечаток ряд специфических условий. Во-пер­ вых, относительно велик собственный момент трения ма­ лых электродвигателей, который может достигать более 30% номинального момента. Этому моменту соответ­ ствует большая сила тока холостого хода и сравнитель-

0-

Рис. 19.17. Схемы электродвигателей:

а — типа Д и Д-35; б — типа Д-55; в — типа СД

но большие механические потери, достигающие 20—30% номинальной мощности. Во-вторых, относительно велики сила тока и потери возбуждения. Так, в электродвига­ телях мощностью 150—250 Вт сила тока возбуждения составляет 5—10% силы тока якоря, а в электродвига­ телях мощностью 5—10 Вт доходит до 30—50%. Потери на возбуждение у машин мощностью 250—300 Вт со­ ставляют примерно 5%, а у машин мощностью 4—5 Вт — 30% номинальной мощности. Наличие таких больших механических потерь и потерь на возбуждение резко снижает к. п. д., который у электродвигателей мощно­ стью 250—300 Вт равен 50—65%, а у электродвигателей мощностью 5—10 Вт — 25—30%. В-третьих, сопротивле­ ние обмотки якоря малых электродвигателей сравни­ тельно большое, из-за чего обратная э. д. с. составляет 80—90% номинального напряжения, в то время как у электродвигателей средней мощности она отличается от напряжения всего на несколько процентов. Эти обстоя-

422

тельства соответствующим образом сказываются на же­ сткости рабочих характеристик малых электродвига­ телей.

§ 19.10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАРТЕРЫ

Для запуска современных авиадвигателей преимуще­ ственное распространение получили электрические стар­ теры, т. е. пусковые устройства, в которых пусковой вра­ щающий момент создается непосредственно электродви­ гателем. В качестве электродвигателей стартеров ис­ пользуются специальные электродвигатели типа СТ, в частности СТ-2, СТ-4-48, СТ-2-48В и др., которые пред­ ставляют собой четырехполюсные компаундированные машины последовательного возбуждения мощностью от.3 до 7 кВт. Цифры указывают модификацию электродви­ гателей.

Кроме того, для запуска главным образом турборе­ активных двигателей в качестве электродвигателей стар­ теров применяются самолетные генераторы. Такие гене­ раторы получили название стартер-генераторов. Эти стартеры представляют собой машину постоянного тока смешанного возбуждения. При запуске стартер-генера­ тор работает вначале как электродвигатель смешанного возбуждения, а затем в конце пуска параллельная об­ мотка отключается и производится дальнейший разгон турбореактивного двигателя. После запуска отключается последовательная обмотка и подключается параллель­ ная, а сам стартер-генератор начинает работать в режи­ ме генератора параллельного возбуждения.

Соединение стартер-генератора с турбореактивным двигателем осуществляется с помощью редуктора, имею­

режиме. Переход от одного передаточного числа к дру­ гому автоматический.

По конструктивному исполнению стартер-генераторы почти не отличаются от генераторов типа ГСР. Так, на­ пример, в качестве стартер-генератора широко приме­ няется машина типа ГСР-СТ-6000А. Основные характе­

423

ГЛАВА ДВАДЦАТАЯ

СИ Н Х Р О Н Н Ы Е ГЕНЕРАТОРЫ

§20.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Электрические машины переменного, тока, частота вращения которых находится в строгом постоянном от­ ношении к частоте тока, называются синхронными маши­ нами. Это отношение выражается формулой

нераторов и электродвигателей.

Принцип действия синхронных генераторов, так же как и генераторов постоянного тока, основан на явлении электромагнитной индукции. На рис. 20.1, а изображена схема двухполюсного синхронного генератора. Он со­ стоит из неподвижного стального цилиндра, в пазы ко­ торого уложена обмотка АХ, и электромагнита NS. Про­ филь полюсных наконечников выбран таким, чтобы маг­

425

образование механической энергии, подводимой к ма­ шине с вала, в электрическую.

Частота тока в обмотке синхронного генератора за­ висит от частоты вращения электромагнита и числа пар его полюсов. Очевидно, что для генерирования токов той или иной стандартной частоты синхронный генератор должен иметь определенное число пар полюсов и строго определенную частоту вращения.

а

Рис. 20.1, Принцип работы синхронного генера­ тора:

а — с х е м а генератора; б — кривые э. д. с.

Синхронные генераторы подразделяются на генерато­ ры однофазного тока и генераторы трехфазного тока. Синхронные генераторы однофазного тока применяются в специальных установках, а трехфазные синхронные ге­ нераторы, как правило, являются основными источника­ ми переменного тока.

§ 20.2. УСТРОЙСТВО СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

обмотка возбуждения. Такая форма исполнения синхрон­ ных генераторов является основной, и только сравни­ тельно небольшие машины напряжением до 500 В иногда изготовляются подобно генераторам постоянного тока — с вращающимся якорем и неподвижными полюсами. Пе­ ременный ток от якоря такого генератора отводится во

426

внешнюю цепь с помощью щеток, наложенных на кон­ тактные кольца.

По устройству ротора синхронные генераторы основ­ ной формы исполнения разделяются на неявнополюсные синхронные генераторы (рис. 20,2, а), имеющие цилин-

а

Рис. 20.2. Основные типы синхронных генераторов:

а — НЄЯВНОПОЛЮСНОГО; - б . ~ явнополюсного

Станина

дрическую форму ротора, и явнополюсные синхронные генераторы (рис. 20.2,6), имеющие выступающие по­ люсы.

Статор (рис. 20.3, а) обоих типов генераторов пред­ ставляет собой станину, внутри которой укреплен по-

427

лый стальной сердечник, собранный подобно сердечнику

обмотки. Эти обмотки сдвинуты одна относительно дру­ гой на две трети полюсного деления по окружности (рис. 20.3,6), с тем чтобы взаимный сдвиг э. д. с. в каж­ дой фазе был равен одной трети периода. По способу укладки в пазы обмотки статора, как и обмотки якоря машин постоянного тока, делятся на однослойные и дву­

вой А, начало второй В и третьей С; концы фазных об­ моток обозначаются соответственно буквами X, Y, Z. Все шесть концов отдельных фаз обмоток подключаются к

укрепленного на валу стального обода, к которому при­ креплены сердечники полюсов с насаженными катушка­ ми, образующими обмотку возбуждения. Концы этой об­ мотки присоединены к двум бронзовым кольцам, жестко насаженным на вал ротора. На кольца наложены не­ подвижные щетки (на рисунке не показаны), через кото­ рые и подводится постоянный ток к обмотке возбужде­ ния от возбудителя или выпрямителя, питающегося от обмотки статора. Полюсные наконечники имеют такую форму, при которой воздушный зазор увеличивается от середины к краям полюса. Благодаря этому магнитное поле распределяется синусоидально по окружности ста-

428

тора и, следовательно, в обмотке индуцируется э. д. с. синусоидальной формы. " .

Ротор синхронного генератора с неявными полюсами (рис. 20.5) представляет собой стальной цилиндр. На его наружной поверхности в пазах уложена обмотка воз­ буждения, концы которой, так же как и явнополюсного ротора, соединены с кольцами, укрепленными на валу

Рис. 20.5. Неявнополюсный ротор

ротора. Синусоидальное распределение магнитного по­ тока достигается соответствующим распределением об­ мотки возбуждения по окружности ротора.

Рис. 20.6. Трехфазный синхронный генератор и его схема

На рис. 20.6 показаны общий вид трехфазного син­ хронного генератора с возбудителем и его электриче­ ская схема.

§ 20.3. Э.Д.С. СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Электродвижущая сила синхронного генератора ха­ рактеризуется величиной, частотой и формой кривой. Величина э. д. с. генератора определяется величиной

429