Основные сведения об авиационных генераторах презентация

постоянного тока.
Основные сведения о генераторах
постоянного тока.
ЭДС и напряжение генераторов.
Электромагнитный тормозной момент.
Реакция якоря.
Коммутация тока.

–I тока.

Генераторы предназначены для преобразования механической энергии в электрическую.

Принцип действия

Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции.

год – получил электрический ток с помощью магнитного поля

1791 – 1867 г.г., английский физик,
Почетный член Петербургской
Академии Наук (1830),
Основоположник учения об электро-
магнитном поле; ввел понятия
«электрическое» и «магнитное поле»;
высказал идею существования
электромагнитных волн.

намотана медная проволока длиной в 203 фута и между витками её намотана проволока такой же длины, изолированная от первой хлопчатобумажной нитью.
Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей… При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра…»

в области действия
переменного магнитного поля.

Электромагнитная индукция –
физическое явление, заключающееся в
возникновении вихревого электрического
поля, вызывающего электрический ток в
замкнутом контуре при изменении
потока магнитной индукции через
поверхность, ограниченную этим
контуром.
Возникающий при этом ток называют
индукционным.

значение которой пропорционально магнитной индукции В, активной длине проводника L и скорости пересечения проводником магнитных силовых линий V:

где е — мгновенное значение ЭДС индукции;
В—магнитная индукция;
l—длина проводника;
V—скорость движения проводника относительно поля.

руку расположить в магнитном поле так, чтобы магнитные силовые линии были направлены в ладонь, а большой палец, отогнутый в плоскости ладони на угол 90°, показывал направление движения проводника относительно магнитного поля, то остальные пальцы, вытянутые в плоскости ладони, покажут направление индуцированной в проводнике ЭДС

на использовании закона электромагнитной индукции.

одно полное колебание. Частота тока (f) - число таких колебания в одну секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). где p - число пар полюсов; n - частота вращения генератора, об/мин. Генераторы, у которых частота переменного тока пропорциональна частоте вращения, называются синхронными. На летательных аппаратах чаще всего применяются трехфазные генераторы, имеющие три обмотки, в которых наводятся ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120°. Якорь - обмотка машины, в которой индуцируется ЭДС. При соединении обмоток в звезду, линейное напряжение:

эл.магн.сила Фэм., величина которой=BLI.

током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки. Если левую руку расположить так. Чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току. То отставленный на 900 большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

неподвижная части.

Сердечники ротора и статора – магнитная система, предназначена для проведения (пропускания) основного магнитного поля (потока) и придания ему необходимой конфигурации.

Обмотки ротора и статора –токоведущая часть, предназначена для проведения (пропускания) электрического тока.

Якорь – часть генератора, где происходит преобразование энергии из одной формы в другую за счёт взаимодействия основного магнитного потока и тока в обмотке якоря.

Индуктор (обмотка возбуждения либо постоянные магниты) – служит для создания основного магнитного потока.

для ↓ потер из-за возникновения вихревых токов.

Внутри статоры устанавливаются полюса – т.е. стальные сердечники, на которые одеваются обмотки возбуждения ( ОВ), по ней протекает ток . Статор с торцов закрывается подшипниковыми щитами, в которые устанавливается ротор.

Ротор (якорь) - стальной барабан, спрессованный из отдельных листов электротехнической стали, в пазах которого уложена обмотка якоря, концы которой подпаиваются к коллекторным пластинам. По коллектору скользят щётки, которые устанавливаются в
щётко-держатели . Щётко-держатели устанавливаются на
подшипниковом щите.

между собой коллекторными пластинами по определенной схеме.

Секция обмотки – минимальная часть обмотки соединённая с двумя коллекторными пластинами. Секции могут быть одновитковыми, многовитковыми.

Кольцевой якорь – полый ферромагнитный цилиндр на котором спирально наматана обмотка.

Барабанный якорь – сплошной ферромагнитный цилиндр на поверхности которого имеются пазы в которые укладывается обмотка

2х противолежащих полюсов.

Геометрическая нейтраль – плоскость или линия проходящая через центр якоря и делящая расстояние между двумя соседними полюсами пополам.

Полюсное деление – расстояние по окружности между двумя соседними осями полюсов.

между собой и коллектором. Обмотка должна быть замкнута сама на себя и делиться щётками на равные параллельные ветви.

2- ЭДС наводимое в активных проводниках секции должны складываться. Для этого они должны находиться под разноимёнными полюсами.

3- ЭДС всех секций параллельной ветви должны складываются. Для этого начало каждой последующей секции должно соединяться на коллекторе с концом предыдущей. ЭДС параллельных ветвей должны быть равны между собой. Для этого они должны иметь одинаковые количество секций. В противном случае, даже при отсутствии внешней цепи по обмотке будет протекать ток уравнительный , что приводит к нагреву обмотки и потери энергии.

воздушности зазора под полюсами
(при производстве трудно изготовить идеально),
- из-за разной индукции в частях машины вследствии
неоднородности стали.

Из-за магнитной нессиметрии ЭДС параллельных ветвей становятся не одинаковыми, что ведет к появлению уравнительных токов. Уравнительные токи повышают нагрев и понижают КПД.

Для устранения устанавливают уравнительные соединения, соединяющие точки и имеющие теоретические равные потенциалы помимо щеток (для улучшения условий их работы).

тока

ЭДС и напряжение генератора

Сумма ЭДС всех проводников одной параллельной ветви обмотки якоря определяет ЭДС якоря

где - постоянный коэффициент

р – число пар полюсов,
N – число проводников обмотки якоря,
а – число пар параллельных ветвей

Напряжение

обмотке якоря, с магнитным потоком полюсов.

У генератора электромагнитный момент направлен навстречу моменту приводного двигателя и является тормозящим.

в роз- те чего Ф распределяется под полюсами неравномерно.

На холостом ходу ток в обмотке якоря равен 0, МП в машине создаётся только основными полюсами оно равномерное и симметричное относительно геометрической нейтрали и оси полюсов.

Под влиянием реакции якоря результирующий магнитный поток распределяется под полюсами электрической машины нерав­номерно. Ось результирующего магнитного потока машины сдвигается по отношению к оси полюсов.
Магнитное поле машин постоянного тока: Результирующие магнитные поля генератора (а)
а – основное поле; б – поле якоря. и двигателя (б)

Последствия реакции якоря:

↓E=Ce n Ф↓

её щеткой, при переходе секции из одной параллельной ветви в другую.

Из-за реакции якоря ЭДС коммутируемой секции ≠ O. => при коммутации появляется искрение.

Для устранения искрения устанавливают дополнительные полюса, обмотка которых соединена последовательно с обмоткой якоря.

М.П. дополнительных полюсов компенсирует реакцию якоря.

– политура толщ. 50-60 мкм, который является смазывающим слоем.

На больш. высоте из-за нехватки O2 пленка изнашивается → →↑износ щёток.

Для надёжности контакта при больших вибрациях ↑ давление щёток на коллектор => ↑ износ.

Состав щёток: медь 27-32%, графит 45-58% , до Н = 25 км,
+дисульфат молибдена.

Щёткодержатели бывают радиальные и реактивные( наклонные).
У радиальных износ неравномерный, что приводит и перекосу
и зависанию щётки.

↑ сопротивления обмоток → ↑ потери
↓ изолирующих свойств изоляторов
↑ температурных деформаций
↓ смазки в подшипниках.

Охлаждение: – воздухом,
– КИС, (комбинированные испарительные системы)
– маслом.