- •I генераторы
- •Глава 1. Основные законы электротехники,
- •2.6. Коммутация тока
- •Общая характеристика системы электроснабжения самолета МиГ - 29.
- •Глава 1. Основные законы электротехники,
- •1.1. Закон электромагнитной индукции
- •1.2. Закон электромагнитных сил
- •1.3. Закон полного тока
- •1.4. Принцип действия авиационного генератора переменного тока
- •1.5. Принцип действия авиационных генераторов постоянного тока
- •Глава 2. Общие вопросы теории генераторов постоянного тока
- •2.1. Электродвижущая сила обмотки якоря
- •2.2. Электромагнитный момент
- •2.3.2. Простая петлевая обмотка
- •2.3.3. Простая волновая обмотка
- •2.3.4. Условия симметрии обмоток
- •2.3.5. Уравнительные соединения
- •2.4. Магнитная цепь машины постоянного тока
- •2.5. Реакция якоря
- •2.5.2. Особенности реакции якоря в авиационных генераторах
- •2.5.3. Компенсационная обмотка
- •2.6. Коммутация тока
- •2.6.1. Общие сведения
- •2.6.2. Способы улучшения коммутации
- •2.7. Щетки и их характеристики
- •2.8. Коммутационная реакция якоря
- •Свойства и характеристики генераторов постоянного тока
- •2.11.2. Энергетическая диаграмма генератора
- •2.11.3. Уравнение равновесия моментов генератора
- •2.11.4. Характеристики генераторов а. Характеристика холостого хода
- •Б. Принцип самовозбуждения генераторов постоянного тока
- •Г. Характеристики генераторов смешанного возбуждения
- •Глава 3. Основные сведения о генераторе постоянного тока гср-ст-12/40а
- •3.1. Назначение
- •3.2. Основные технические данные
- •3.3. Устройство
- •3.4. Электрическая схема
- •3.5. Работа
- •3.6. Техническая эксплуатация
2.3.4. Условия симметрии обмоток
Независимо от типа обмотки конец одной секции и начало следующей секции присоединяются к одной и той же коллекторной пластине. Следовательно, если обозначить через S число секций обмотки, а через К—число коллекторных пластин, то, очевидно:
Выше было установлено, что обмотки якорей машин постоянного тока представляют собой комбинации параллельно включенных элементарных обмоток, состоящих из двух параллельных ветвей. Чтобы обеспечить равенство э.д.с. в параллельных ветвях, обмотка якоря должна удовлетворять следующим условиям симметрии:
1. Каждая пара параллельных ветвей должна состоять из одинакового числа секций, т. е.
2. Каждая пара параллельных ветвей должна размещаться в одинаковом числе пазов, т. е.
3. Каждая пара параллельных ветвей должна, находиться в одинаковом положении относительно системы полюсов, т. е.
В простой петлевой обмотке а = р, следовательно, условие симметрии (2.16.) в этой обмотке всегда соблюдается. В простой волновой обмотке а = 1, поэтому в этой обмотке все указанные условия симметрии всегда соблюдаются.
2.3.5. Уравнительные соединения
Практика показывает, что даже при соблюдении тех условий симметрии, которые были изложены выше, э.д.с. ее параллельных ветвей могут быть неодинаковыми. Это объясняется главным образом магнитной несимметрией машины, которая обусловлена неравномерностью воздушного зазора под полюсами, а также различной индукцией в отдельных частях магнитной цепи машины (из-за наличия раковин в стали и пр.).
Явление магнитной несимметрии по-разному сказывается на волновых и петлевых обмотках. В волновой обмотке секции каждой параллельной ветви равномерно распределены под всеми полюсами магнитной системы машины (рис.2.9, б и рис.2.10, в). Вследствие этого магнитная несимметрия не приводит к неравенству э.д.с., индуктируемых в отдельных параллельных ветвях. В петлевой обмотке секции каждой параллельной ветви находятся под своей парой полюсов, и поэтому всякая несимметрия магнитной системы между разными парами полюсов приводит к неравенству э.д.с., индуктируемых в отдельных параллельных ветвях обмотки (рис.2.7, б, и рис.2.8, в).
Рис.2.11. Схема уравнительных соединений.
Неравенство э.д.с. параллельных ветвей обмотки приводит к появлению уравнительных токов, которые замыкаются через часть обмотки якоря, щетки одинаковой полярности и соединяющие их провода. Сопротивление этого пути очень небольшое, поэтому даже незначительная разница индуктируемых э.д.с. вызывает большие уравнительные токи. Эти токи протекают и при отсутствии нагрузки машины. Уравнительные токи вызывают перегрузку отдельных параллельных ветвей и щеток, вследствие чего ухудшаются условия работы щеточно-коллекторного узла, растут потери в проводниках обмотки, повышается температура машины и уменьшается ее к.п.д.
Для устранения этого явления уравнительные токи направляются помимо щеток. Это достигается установкой так называемых уравнительных соединений, с помощью которых соединяются между собой те точки обмотки, которые теоретически должны иметь равные потенциалы. Уравнительные соединения разгружают щетки от уравнительных токов и, кроме того, как показывают более детальные исследования, м.д.с., создаваемые этими токами, в некоторой степени выравнивают несимметрию магнитных потоков отдельных полюсов.
В авиационных электрических машинах уравнительные соединения устанавливаются со стороны коллектора. Чтобы выполнить уравнительные соединения, необходимо знать расстояние между двумя соседними коллекторными пластинами равного потенциала, так называемый потенциальный шаг, определяемый по формуле
Для простой петлевой обмотки потенциальный шаг
Схема ее уравнительных соединений показана на рис.2.11.
Чем больше уравнительных соединений, тем лучше выполняют они свое назначение. На рис.2.11. показан коллектор с полным числом уравнительных соединений. Однако применение полного числа уравнительных соединений конструктивно усложняет электрическую машину и делает ее более дорогой. Поэтому в авиационных электрических машинах, имеющих петлевую обмотку и работающих в длительном режиме, как правило, применяют неполное число уравнительных соединений. Обычно число колец, которые присоединяются к равнопотенциальным точкам, выбирают равным 2р. Площадь поперечного сечения уравнительных соединений берется равной площади поперечного сечения обмотки якоря. Рассмотренные уравнительные соединения называютсяуравнительными соединениями первого рода.
В промышленных электрических машинах применяются так называемые сложные петлевые и волновые обмотки, которые характеризуются соответственно шагами (гдеm>1, обычно m=2) и числами параллельных ветвей 2а=2рm и 2а=2m. В таких обмотках применяются уравнительные соединения второго рода в целях обеспечения электрического соединения входящих в них простых обмоток помимо щеток, чтобы избежать неравномерного распределения тока между отдельными простыми обмотками в связи с различным состоянием щеточных контактов. В авиационных машинах сложные обмотки в чистом виде не применяются.