2. Системы охлаждения авиационных генераторов

Мощность, которую можно получить от электрической машины при длительной работе, в основном определяется степенью ее охлаждения. С ростом мощностей генераторов, а так же с увеличением высоты и скорости полета летательных аппаратов охлаждение генераторов приобрела весьма важное значение. Решение этой задачи является проблемным.

В авиационных генераторах применяются две системы охлаждения самоохлаждение и принудительное охлаждение.

Самоохлаждение осуществляется воздухом, подавляемым вентилятором, насажанным на вал генератора. Эта система применима для генераторов малой мощности (1-1.5 кВт) при незначительных высотах полета летательных аппаратов (вертолеты, легкие транспортные самолеты).

В более мощных генераторах применяется принудительное охлаждение потоком встречного воздуха. Охлаждающий воздух, попадающий в генератор, смывает нагретые части коллектора или контактных колец, щеткодержателей, ротора (якоря) и обмоток, отбирает у них выделяемое тепло и уносит его за пределы генератора.

Воздух поступает в генератор через входной патрубок и затем внутри машины разделяется по каналам охлаждения.

Для большинства авиационных генераторов при их работе на земле предусмотрен встроенный вентилятор, расположенный на валу генератора со стороны привода.

При охлаждении с помощью вентилятора от генератора можно получить мощность не более 30 % номинальной в течении 30 минут.

Принудительная система охлаждения продувом встречного потока воздуха эффективна только до высот полета порядка 20000 и скоростей, составляющих М = 1.5 - 2.

С увеличением высоты полета интенсивность охлаждения уменьшается вследствие плотности и следовательно весового количества воздуха, прогоняемого через генератор, а также вследствие уменьшения коэффициента теплоотдачи нагретых частей.

Интенсивность охлаждения уменьшается также с увеличением скорости полета, так как в этом случае повышается температура охлаждающего воздуха в результате его торможения и вентиляционной системе генератора. Температура охлаждающего воздуха повышается при числе М = 1 до 50 градусов Цельсия, а при М =2 до 200 градусов Цельсия и т.д. ( в настоящее время кремниевая органическая изоляция допускает температуру нагрева 200-250 градусов Цельсия).

В связи с тем, что увеличение высоты и скорости полета накладывает предел применения охлаждения продувом встречного потока воздуха, разработан ряд новых более эффективных способов охлаждения авиационных генераторов: жидкостные, путем испарения жидкости на активных частях генератора, масляные и другие.

На современных сверхзвуковых летательных аппаратах с большой высотой полета получают распространение генераторы с комбинированной испарительной системой охлаждения (КИС). К таким генераторам относятся генераторы СГК-11/1,5 КИС.

Охлаждение этого генератора для скоростей полета, соответствующих М = 1.5, осуществляется продувом встречного потока воздуха.

При М = 1,5 охлаждение осуществляется путем подачи спирто-водяной смеси (спирт-50%, вода-50%) к нагретым частям генератора. Отвод тепла от поверхностей осуществляется за счет испарения охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость вводится в генератор через пустотелый вал ротора, а затем через радиальные отверстия вала поступает к нагретым частям машин.

Подача спирто-водяной смеси в генератор и прекращение продувом встречным потоком воздуха осуществляется в условиях эксплуатации самолетной системой по сигналу М-реле.

Переход с одной системы охлаждения на другую обеспечивает наибольшую эффективность использования генератора при различных условиях полета летательного аппарата.