Авиационные генераторы постоянного тона

Авиационные генераторы постоянного тока являются основны­ми источниками электрической энергии на самолете. Они обеспечи­вают электроэнергией средства запуска, органы управления само­летом, механизмы специального оборудования, радио — и радиотех­нические устройства, вычислительные и счетно-решающие маши­ны, электрические автоматизированные системы и приборы, систе­мы освещения, обогрева и т. д.

Отличительная особенность авиационных генераторов от про­мышленных машин — это их малые габариты и вес, высокий к. п. д., большие перегрузочные способности, высокая надежность.

Например, удельные мощности для авиационных генераторов постоянного тока достигают 450/500 вт/кг, для генераторов пере­менного тока 700—1 400 вт/кг. Это соответственно в 5 и 10 раз больше, чем для неавиационных генераторов той же мощности. Получению больших удельных мощностей способствуют: высокие скорости вращения (4 000—9 000 об/мин для генераторов постоян­ного тока и 4 000—24 000 об/мин для генераторов переменного то­ка), применение изоляционных материалов с высокой тепловой и электрической прочностью; интенсивное охлаждение генераторов (продув потоком воздуха) и др.

Авиационные генераторы постоянного тока выпускаются типов ГС, ГС-СТ, ГСР, ГСР-СТ, СТГ. Здесь ГС — генератор самолетный, Р — с расширенным диапазоном, СТ (СТГ) — стартер-генератор. Последние одновременно служат для запуска авиадвигателя.

Номинальные мощности авиационных генераторов постоянного тока равны 3 000, 6 000, 9 000, 12 000, 18 000 и 22 000 вт при напря­жении 30 в.

В качестве привода генераторов могут применяться:

непосредственный привод от вала авиадвигателя (через редук­тор);

привод от автономного двигателя (бензиновый, газотурбинный двигатель);

привод от газовой турбины;

привод от ветродвигателя (ветрянка);

инерционный привод (от маховика);

ручной привод (в аварийных случаях).

Принцип действия авиационных генераторов постоянного тока

основан на законах электродинамики (электромагнитной индук­ции, законе полного тока и законе электромагнитных сил).

На рис. 12 показаны неподвижные полюсы N и S, создающие постоянный магнитный поток, силовые линии которого пересекают активные проводники (ab и cd) вращающейся рамки abed.

Согласно закону электромагнитной индукшш в проводнике возникаетэ. д. с.:

е = Bt-v-10-Ч; е — В1 v, (1.1)

где В — индукция под полюсом; I — длина активного проводника; v — линей­ная скорость движения проводника.

За один оборот рамки в каждом ее проводнике наводимая э. д. с. меняет дважды свое направление, изменяясь по синусоидальному закону (рис. 13). При этом во всех положениях рамки э. д. с. активных проводников (ab и cd) склады­ваются.

В генераторах постоянного тока для выпрямления переменной э. д. с. применяется коллектор, простейшее исполнение которого в виде двух полуколец (ламелей) показано на рис. 12.

Щетки на коллекторе устанавливаются так, чтобы они перехо­дили с одного полукольца на другое в момент, когда э. д. с. рамки равна нулю. В этом случае к каждой щетке подводится э. д. с. од­ного направления. Например, щетка А соединена всегда с полу­кольцом, связанным с проводником, находящимся только под се­верным полюсом. Таким образом, от щетки А во внешнюю сеть будет протекать ток одного направления, пульсирующий по вели­чине (рис. 14).

Для уменьшения пульсаций и для увеличения результирующей э. д. с. в реальной машине применяют большое число рамок (сек­ций), равномерно распределенных в пазах якоря, и соответствую­щее количество пластин, располагаемых на коллекторе машины.

В самолетных генераторах число ламелей (пластин) достигает больше сотни.

Устройство авиационных генераторов постоянного тока. В ка­честве примера рассмотрим устройство стартер-генератора типа ГСР-СТ-12000ВТ, который предназначен для запуска авиадвига­теля и питания бортовой сети летательных аппаратов постоянным током напряжением 28,5 в.

На рис. 15 представлена электрическая схема соединения стар­тер-генератора ГСР-СТ-12000ВТ, который имеет параллельную шунтовую (ШОВ) и последовательную серийную (СОВ) обмотки возбуждения, расположенные на восьми основных полюсах.

Катушки ШОВ соединяются между собой последовательно. Один конец этой обмотки соединен с минусовым щеткодержате­лем, а другой выведен в клеммовую панель и имеет обозначение Ш.

Все катушки СОВ также соединены между собой последова­тельно и подключены к клемме С колодки.

Стартер-генератор имеет три дополнительных полюса, обмотка которых ОДП одним концом соединена с обмоткой якоря через минусовые щетки, а второй конец ее выведен на клемму «—» ко­лодки.

На рис. 16 приведена конструкция стартер-генератора. Основ­ными конструктивными узлами стартер-генератора являются кор­пус 1 с полюсами, с катушками и щеткодержателями; 2 — якорь с коллектором и обмоткой; 3 — щит с выводными проводами; патрубок 4.

Корпус генератора имеет вид моноблока, сваренного из двух частей, одна из которых служит магнитопроводом, а другая явля — 24

ется фланцем с отверстиями для крепления к авиадвигателю. Неко­торые типы генераторов сейчас крепятся с помощью специальных скоб (например, ГС-12Т, ГС-18Т).

К средней части корпуса крепится восемь основных полюсов из листовой электротехнической стали и четыре литых дополнитель­ных полюса. На полюсах размещены катушки обмоток.

Щеткодержатели закреплены в передней части корпуса. Они устанавливаются так, что угол между щеткой и коллектором со­ставляет 30°, что позволяет сохранять нагрузку на щетку постоян­ной независимо от ее износа и предохранять щетку от заклинива­ния.

Якорь генератора имеет вал, состоящий из двух частей: внут­ренний гибкий вал и пустотелый вал. Гибкий вале помощью шли­цев соединяется с редуктором авиадвигателя, а другим конусным концом —с пустотелым валом.

Охлаждение генераторов осуществляется таким образом: в по­лете — встречным потоком воздуха, а при работе на земле — с по­мощью встроенного вентилятора. При продуве генератора охлаж­дающий его воздух омывает коллектор, щетки и щеткодержатели, железо и обмотку якоря, катушки основных и дополнительных по­люсов.

0,813

1

Для СТГ-12ТМО-1000:

«стг 3,167

і = —— = —j—=3,167 — в стартерном режиме;

«стг 1

і = —— = — = 1 — в генераторном режиме,

где Пгср— скорость вращения вала ГСР-СТ-12000ВТ; «стг — скорость вращения вала СТГ — 12ТМО-1000; гсад — скорость враще­ния вала авиадвигателя.