Самолетные генераторы постоянного тока

Генераторы являются основными источниками электроэнергии на самолете. Мощность отдельных генераторов и их количество зависят от типа самолета. Серию самолетных генераторов СТГ используют и для раскрутки вала турбореактивного двигателя при

запуске (поэтому эти генераторы называются стартер-генераторами).

Авиационные генераторы постоянного тока допускают полуторакратную перегрузку в течение 1—2 мин и двукратную перегрузку в течение 10 с с перерывом 1 ч. Они рассчитаны на нормальную работу при температуре окружающего воздуха от —60 до +60 °С и

относительной влажности атмосферы 98%.

К самолетным генераторам постоянного тока предъявляют ряд специфических требований: максимальная надежность, высокая прочность, минимальные масса и габаритные размеры. Для достижения максимальной надежности и высокой прочности применяют теплостойкие изоляционные материалы, такие как стеклослюдинит, эпоксидный компаунд. Для сохранения магнитных свойств генератора в условиях высоких температур используют специальные теп-

лопрочные магнитные материалы (например, железокобальтовый листовой материал с высокой магнитной проницаемостью).

Массу авиационных генераторов снижают за счет повышенных электрических и тепловых нагрузок, а также повышенных частот вращения. Плотность тока в якорных обмотках таких генераторов доходит до 15—20 А/мм2, а линейная нагрузка (нагрузка на единицу длины окружности якоря) — до 200—400 А/см (у промышленных генераторов той же мощности плотность тока в якорных обмотках 3—8 А/мм2).

Принцип действия и устройство генератора постоянного тока
Простейшим генератором является виток, вращающийся в магнитном поле полюсов N и S таком витке индуктируется переменная во времени эдс.
Поэтому при соединении концов витка с контактными кольцами, вращающимися вместе с витком, в нагрузке через неподвижные щетки протекает переменный ток, т. е. такая машина является генератором переменного тока.
Для преобразования переменного тока в постоянный применяют коллектор, принцип действия которого состоит в следующем. Концы витка 1 (изо) присоединены к двум медным полукольцам (сегментам), называемым коллекторными пластинами.
Пластины жестко укреплены на валу машины и изолированы как друг от друга, так и от вала. На пластинах помещены неподвижные щетки 2 и 3, электрически соединенные с приемником энергии.

Генератор постоянного тока: схема устройства 1 - виток, 2, 3 - щетки, 4 - коллекторные пластины	Генератор постоянного тока: общий вид

При вращении витка коллекторные пластины также вращаются, вместе с валом машины и каждая из неподвижных щеток 2 и 3 соприкасается то с одной, то с другой пластиной.
Щетки на коллекторе, установлены так, чтобы они переходили с одной пластины на другую в тот момент, когда эдс, индуктируемая в витке, была равна нулю.
В этом случае при вращении якоря в витке индуктируется переменная эдс, изменяющаяся синусоидально при равномерном распределении магнитного поля, но каждая из щеток соприкасается с той коллекторной пластиной и соответственно с тем из проводников, который в данный момент находится под полюсом определенной полярности.
Следовательно, эдс на щетках 2 и 3 знака не меняет, и ток по внешнему участку замкнутой электрической цепи проходит в одном направлении от щетки 2 через сопротивление R к щетке 3. Однако несмотря на неизменность направления эдс во внешней цепи величина ее меняется во времени, т. е. получена не постоянная, а пульсирующая эдс. Ток во внешней цепи будет также пульсирующим.
Если поместить на якоре два витка под углом 90° один к другому и концы этих витков соединить с четырьмя коллекторными пластинами, то пульсация эдс и тока во внешней цепи значительно уменьшится. При увеличении числа коллекторных пластин пульсация быстро уменьшается и при большом числе коллекторных пластин эдс и ток практически постоянны.

На изо, б показан общий вид машины постоянного тока. Неподвижная часть является индуктирующей, т. е. создающей магнитное поле, а вращающаяся часть - индуктируемой (якорем).
Неподвижная часть машины (изо, а) состоит из главных полюсов 1, дополнительных полюсов 2 и станины 3. Главный полюс представляет собой электромагнит, создающий магнитный поток.

Устройство статора машины постоянного тока: а - схема статора, б - схема главного полюса; 1 - главные полюсы, 2 - дополнительные полюсы, 3 - станина, 4 - сердечиик, 5 - болт, 6 - обмотка возбуждения, 7 - полюсный наконечник

Он состоит из сердечника 4, обмотки возбуждения 6 и полюсного наконечника 7. Полюсы крепятся на станине 3 с помощью болта 5.
Сердечник полюса отливается из стали и имеет поперечное сечение овальной формы. На сердечнике полюса помещена катушка обмотки возбуждения, намотанная из изолированного медного провода. Катушки всех полюсов соединяются последовательно, образуя обмотку возбуждения.

Ток, проходящий по обмотке возбуждения, создает магнитный поток. Полюсный наконечник удерживает обмотку возбуждения на полюсе и обеспечивает равномерное распределение магнитного поля под полюсом.
Полюсному наконечнику придают такую форму, при которой воздушный зазор между полюсами и якорем одинаков по всей длине полюсной дуги.

Добавочные полюсы имеют также сердечник и обмотку. Добавочные полюсы расположены между главными полюсами, и число их может быть либо равным числу главных полюсов, либо вдвое меньшим. Добавочные полюсы устанавливают в машинах больших мощностей; они служат для устранения искрения под щетками.

В машинах малых мощностей добавочных полюсов обычно нет.
Станину отливают из стали; она является остовом машины. На станине крепят главные и добавочные полюсы, а также на торцовых сторонах ее - боковые щиты с подшипниками, удерживающими вал машины.