Sinkroni generator s uzbudom iz permanentnih magneta. Sinkroni generatori s permanentnim magnetima. Vrste i svojstva permanentnih magneta
Beskontaktni sinkroni generatori s permanentnim magnetima (SGPM) imaju jednostavan električni krug, ne troše energiju za pobudu i imaju povećanu učinkovitost, visoko su pouzdani, manje su osjetljivi na djelovanje reakcije armature od konvencionalnih strojeva, njihovi nedostaci su povezani s niskim regulacijskim svojstvima zbog činjenice da se radni tok permanentnih magneta ne može mijenjati unutar širokih granica. Međutim, u mnogim slučajevima ova značajka nije presudna i ne sprječava njihovu široku upotrebu.
Većina CVPM-ova koji se trenutno koriste ima magnetski sustav s permanentnim magnetima koji se okreću. Stoga se magnetski sustavi međusobno razlikuju uglavnom po izvedbi rotora (induktora). Stator SGPM-a ima praktički isti dizajn kao u klasičnim izmjeničnim strojevima; obično sadrži cilindrični magnetski krug sastavljen od limova električnog čelika, na unutarnja površina koji sadrži utore za smještaj armaturnog namota. Za razliku od uobičajenog sinkroni strojevi Radni razmak između statora i rotora u SGPM odabran je minimalan, na temelju tehnoloških mogućnosti. Dizajn rotora uvelike je određen magnetskim i tehnološka svojstva tvrdi magnetski materijal.
Rotor s cilindričnim magnetom
Najjednostavniji je rotor s monolitnim cilindričnim prstenastim magnetom (Sl. 5.9, A). Magnet 1 je izrađen od lijevanog materijala i pričvršćen je na osovinu pomoću rukavca 2, na primjer, izrađenog od aluminijske legure. Magnetiziranje magneta provodi se u radijalnom smjeru na višepolnoj instalaciji za magnetiziranje. Budući da je mehanička čvrstoća magneta mala, pri velikim linearnim brzinama magnet se stavlja u omotač (zavoj) od nemagnetskog materijala.
Vrsta rotora s cilindričnim magnetom je montažni rotor izrađen od pojedinačnih segmenata 1 izrađenih od nemagnetske čelične ljuske 3 (slika 5.9, b). Magnetizirani radijalno segmentirani magneti 1 postavljeni su na rukavac 2 izrađen od magnetskog čelika i pričvršćeni na bilo koji način, na primjer pomoću ljepila. Generatori s rotorom ovog dizajna, kada je magnet stabiliziran u slobodnom stanju, imaju oblik EMF krivulje blizu sinusoidnog. Prednost rotora s cilindričnim magnetom je jednostavnost i proizvodnost dizajna. Nedostatak - mala iskoristivost volumena magneta zbog kratke duljine prosječne linije polja pola h I. S povećanjem broja polova vrijednost h a upotreba magneta volumen se smanjuje i pogoršava.
Slika 5.9 - Rotori S cilindrični magnet: a - monolitni, b - montažni
Zvjezdasti magnetni rotori
U SGPM sa snagom do 5 kVA naširoko se koriste zvjezdasti rotori s izraženim polovima bez polovičnih papuča (Sl. 5.10, A). U ovom dizajnu, zvjezdasti magnet se često pričvršćuje na osovinu punjenjem nemagnetskom legurom 2. Magnet se također može pričvrstiti izravno na osovinu. Da bi se smanjio učinak demagnetiziranja reakcijskog polja armature tijekom struje kratkog spoja na rotoru, u nekim se slučajevima pretpostavlja sustav prigušivača 3. Potonji se provodi, u pravilu, punjenjem rotora aluminijem. Pri velikim brzinama rotacije, na magnet se pritisne nemagnetski zavoj.
Međutim, kada je generator preopterećen, poprečna reakcija armature može uzrokovati asimetrično preokretanje magnetizacije rubova polova. Takav preokret magnetizacije iskrivljuje oblik polja u radnom rasporu i oblik EMF krivulje.
Jedan od načina smanjenja utjecaja armaturnog polja na magnetsko polje je uporaba polenih papuča od mekog magnetskog čelika. Mijenjanjem širine papuča stupova (podešavanjem fluksa curenja polova) može se postići optimalno korištenje magneta. Osim toga, promjenom konfiguracije stupnih papuča moguće je dobiti željeni oblik polja u radnom rasporu generatora.
Na sl. 5.10, b prikazuje dizajn sastavljenog zvjezdastog rotora s prizmatičnim trajnim magnetima s polnim papučama. Radijalno magnetizirani magneti 1 postavljeni su na rukavac 2 izrađen od mekog magnetskog materijala. Na polu magneta nalaze se 3 postavljene poluge izrađene od magnetskog čelika. Da bi se osigurala mehanička čvrstoća ba
Slika 5.10 - Zvjezdasti rotori: a - bez polnih papuča; b - montažni s motkama
Šmukovi su zavareni na nemagnetske umetke 4, tvoreći zavoj. Praznine između magneta mogu se ispuniti aluminijskom legurom ili spojem.
Nedostaci zvjezdastih rotora s polnim papučicama su složenost konstrukcije i smanjeno punjenje volumena rotora magnetima.
Rotori s polovima u obliku kandži.
U generatorima sa veliki broj polovi Dizajn rotora s polovima u obliku kandži naširoko se koristi. Rotor u obliku čavla (sl. 5.11) sadrži cilindrični magnet 1, magnetiziran u aksijalnom smjeru, postavljen na nemagnetsku čahuru 2. Krajevi magneta su uz prirubnice 3 i 4 s mekim magnetskim čelicima i imaju kandžu -oblikovane izbočine koje tvore motke. Sve projekcije lijevog ruba su sjeverni polovi, a sve projekcije desnog ruba su južni polovi. Izbočine prirubnice izmjenjuju se po obodu rotora, tvoreći višepolni sustav pobude. Snaga generatora može se značajno povećati ako se primijeni modularni princip postavljanjem nekoliko magneta s pandžastim polovima na osovinu.
Nedostaci kandžastih rotora su: relativna složenost dizajna, poteškoće magnetiziranja magneta u sastavljenom rotoru, veliki fluksevi curenja, krajevi izbočina mogu se saviti pri velikim brzinama vrtnje, a postojala je i mjera punjenja volumen rotora s magnetom.
Postoje dizajni rotora s različitim kombinacijama PM-a: sa serijskim i paralelnim spojem MRS magneta, s regulacijom napona zbog aksijalnog pomicanja rotora u odnosu na stator, sustavom za zajedničko upravljanje pobudom PMSG-a iz PM-a. i paralelno radeći elektromagnetski namot, itd. Za vitroelektrične instalacije bez zupčanika, najbolje rješenje je korištenje SGPM više-
Slika 5.11 - Kandžasti rotor
dizajn stupova. U Njemačkoj, Ukrajini i drugim zemljama postoji iskustvo u razvoju i korištenju generatora niske brzine za vjetroturbine bez zupčanika s brzinom vrtnje od 125-375 o/min.
Zbog glavnog zahtjeva za vjetroturbinu bez zupčanika - da ima malu brzinu generatora - dimenzije i težina SGPM-a su precijenjene u usporedbi s generatorima velike brzine s približno istom snagom. Kućište 1 (sl. 5.12) sadrži konvencionalni stator 2 s namotom 3. Rotor (induktor) 4 s pločama neodim-željezo-bor 5 zalijepljenim na vanjsku površinu montiran je na osovinu 6 s ležajevima 7. Kućište 1 je pričvršćeno na baza 8, ona je povezana s nosačem vjetroturbine, a rotor 4 je spojen na osovinu vjetroturbine (nije prikazano na slici 5.12).
Pri malim brzinama vjetra vjetroturbine moraju koristiti generatore s niske brzine rotacija. U ovom slučaju sustav često nema mjenjač, a osovina je izravno povezana s osovinom električni generator. To postavlja problem dobivanja dovoljno visokog izlaznog napona i električne snage. Jedan od načina da se to riješi je višepolni električni generator s rotorom dovoljno velikog promjera. Rotor električnog generatora može se izraditi pomoću stalnih magneta. Električni generator s rotorom s permanentnim magnetom nema komutator i četke, što
Slika 5.12 - Strukturni dijagram SGPM za vjetroturbinu bez zupčanika: 1- kućište; 2 - stator; 3 - namotavanje; 4 - rotor; 5 - ploče trajnog magneta s Nd-Fe-B; 6 - osovina; 7 - ležajevi; 8 - baza
značajno povećava njegovu pouzdanost i vrijeme rada bez održavanja i popravka.
Električni generator s rotorom s trajnim magnetom može se izgraditi prema različitim shemama, koje se međusobno razlikuju u općem rasporedu namota i magneta. Magneti s izmjeničnim polaritetom nalaze se na rotoru generatora. Namoti s izmjeničnim smjerom namota nalaze se na statoru generatora. Ako su rotor i stator koaksijalni diskovi, tada se ova vrsta generatora naziva aksijalni ili disk (slika 5.13).
Ako su rotor i stator koaksijalni koaksijalni cilindri, tada se ovaj tip generatora naziva radijalnim ili cilindričnim (slika 5.14). U generatoru radijalnog tipa, rotor može biti unutarnji ili vanjski u odnosu na stator.
Slika 5.13 - Pojednostavljeni dijagram električnog generatora s rotorom s aksijalnim (disk) trajnim magnetom
Slika 5.14 - Pojednostavljeni dijagram električnog generatora s radijalnim (cilindričnim) rotorom s permanentnim magnetom
Važna značajka sinkronih generatora s PM u usporedbi s konvencionalnim sinkronim generatorima je poteškoća u regulaciji izlaznog napona i njegovoj stabilizaciji. Ako je u normalnom sinkroni strojevi Dok je moguće glatko regulirati radni protok i napon promjenom uzbudne struje, kod strojeva s permanentnim magnetima to nije moguće, jer je protok F unutar zadanog povratnog voda i malo se mijenja. Za regulaciju i stabilizaciju napona sinkronih generatora s permanentnim magnetima potrebno je koristiti posebne metode.
Jedan od mogućih načina stabilizacije napona sinkronih generatora je uvođenje kapacitivnih elemenata u vanjski električni krug generatora koji pridonose pojavi uzdužne reakcije magnetiziranja armature. Vanjske karakteristike generatora s kapacitivnom prirodom opterećenja malo se mijenjaju i mogu čak sadržavati rastuće dijelove. Kondenzatori koji osiguravaju kapacitivnu prirodu opterećenja izravno su spojeni u seriju na strujni krug opterećenja (Sl. 5.15, A) ili kroz niskonaponski transformator, koji vam omogućuje smanjenje mase kondenzatora povećanjem njihovog radnog napona i smanjenjem struje (slika S.1S, b). Također je moguće spojiti kondenzator paralelno s krugom generatora (sl. 5.15, e).
Slika 5.15 - uključivanje stabilizirajućih kondenzatora u krug sinkroni generator s permanentnim magnetima
Dobra stabilizacija izlaznog napona generatora s PM može se postići pomoću rezonantnog kruga koji sadrži kapacitet C i prigušnicu zasićenja L. Krug je spojen paralelno s opterećenjem, kao što je prikazano na sl. 5.16, A u jednoj fazi slike. Zbog zasićenja induktora, njegov induktivitet se smanjuje s povećanjem struje, a ovisnost napona na induktoru o struji induktora je nelinearna (slika 5.16, b). Istodobno, ovisnost napona o kapacitetu o struji je linearna. U točki presjeka krivulja i , što odgovara nazivnom naponu generatora
Slika 5.16 - stabilizacija napona sinkronog generatora s trajnim magnetima pomoću rezonantnog kruga: a - dijagram spajanja kruga; b - strujno-naponska karakteristika (b)
torusa, u strujnom krugu dolazi do rezonancije struje, odnosno jalova struja ne ulazi u strujni krug izvana.
Ako se napon smanjuje, tada, kao što se može vidjeti na sl. 4.15, b, kada imamo , tj. krug uzima kapacitivnu struju od generatora. Uzdužna reakcija magnetiziranja armature koja se javlja u ovom slučaju doprinosi rastu U . Ako, tada krug također uzima induktivnu struju iz generatora. Uzdužna reakcija demagnetiziranja armature dovodi do smanjenja U.
U nekim slučajevima, za stabilizaciju napona generatora, koriste se prigušnice zasićenja (SC), koje se magnetiziraju istosmjernom strujom iz sustava regulacije napona. Kako se napon smanjuje, regulator povećava struju magnetiziranja u induktoru, njegov induktivitet se smanjuje zbog zasićenja jezgre, smanjuje se učinak uzdužne reakcije demagnetiziranja armature, kao i pad napona na DN, što pomaže vratiti izlaz napon generatora.
Regulacija napona i stabilizacija generatora s PM-om mogu se učinkovito provesti pomoću poluvodičkog pretvarača, u čijoj svakoj fazi postoje dva tiristora back-to-back. Svaki poluval krivulje napona ispred pretvarača odgovara prednjem naponu na jednom od tiristora. Ako upravljački sustav šalje signale za uključivanje tiristora s određenim kašnjenjem, što odgovara kutu upravljanja. Kako se napon iza pretvarača povećava, on se smanjuje; kako se napon na stezaljkama generatora smanjuje, kut se smanjuje tako da je napon na generatoru . Koristeći takav pretvarač, možete ne samo stabilizirati, već i regulirati izlazni napon u širokom rasponu, mijenjajući kut. Nedostatak opisanog sklopa je što s porastom dolazi do pogoršanja kvalitete napona zbog pojave viših harmonika.
Opisani načini regulacije i stabilizacije napona povezani su s uporabom teških i glomaznih dodatnih uređaja izvan generatora. To je moguće postići korištenjem dodatnog magnetizirajućeg istosmjernog namota (WW) u generatoru, koji mijenja stupanj zasićenja čeličnih magnetskih žica i time mijenja vanjsku magnetsku vodljivost u odnosu na magnet.
Sinkroni generatori
uz pobudu od stalnih magneta
(razvijeno 2012.)
Predloženi generator je po principu rada sinkroni generator s uzbudom iz permanentnih magneta. NeFeB magneti koji stvaraju magnetsko polje indukcije 1,35 Tl, smješten oko oboda rotora s izmjeničnim polovima.
Električna energija se pobuđuje u namotima generatora. d.s., čija je amplituda i frekvencija određena brzinom vrtnje rotora generatora.
Dizajn generatora ne sadrži kolektor s kontaktima koji se mogu otvoriti. Generator također nema uzbudne namote koji troše dodatnu struju.
Prednosti generatora predloženog dizajna:
1. Ima sve pozitivne osobine sinkronih generatora s pobudom od trajnih magneta:
1) odsutnost četkica za sakupljanje struje,
2) odsutnost pobudne struje.
2. Većina sličnih generatora koji se trenutno proizvode s istom snagom imaju parametre mase i dimenzija 1,5 - 3 puta više.
3. Nazivna brzina vrtnje osovine generatora – 1600 oko./min. Odgovara brzini vrtnje dizelskih pogona niske brzine. Stoga, prilikom pretvorbe pojedinačnih elektrana s benzinskih motora na dizelske motore pomoću našeg generatora, potrošač će dobiti značajne uštede goriva i, kao rezultat toga, trošak po kilovatsatu će se smanjiti.
4. Generator ima mali startni moment (manje od 2 N×m), odnosno za start je dovoljno samo 200 pogonske snage W, a pokretanje generatora moguće je iz samog dizel motora pri pokretanju, čak i bez spojke. Slični tržišni motori imaju razdoblje ubrzanja za stvaranje rezerve snage pri pokretanju generatora, jer pri pokretanju Plinski motor radi u režimu deficita snage.
5. Na razini pouzdanosti od 90%, resurs generatora je 92 tisuće sati (10,5 godina neprekidnog rada). Radni ciklus pogonskog motora između velikih remonta, prema deklaraciji proizvođača (kao i tržišnih analoga generatora), iznosi 25 - 40 tisuća sati. Odnosno, radna pouzdanost našeg generatora premašuje pouzdanost serijskih motora i generatora za 2-3 puta.
6. Jednostavnost izrade i montaže generatora - mjesto montaže može biti metaloprerađivačka radionica za komadnu i sitnu proizvodnju.
7. Jednostavna prilagodba generatora na AC izlazni napon:
1) 36 U, učestalost 50 – 400 Hz
2) 115 U, učestalost 50 – 400 Hz(zračne elektrane);
3) 220 U, učestalost 50 – 400 Hz;
4) 380 U, učestalost 50 – 400 Hz.
Osnovni dizajn generatora omogućuje konfiguraciju proizvoda na različite frekvencije i napone bez mijenjanja dizajna.
8. Visoka sigurnost od požara. Predloženi generator ne može postati izvor požara čak i ako postoji kratki spoj u krugu opterećenja ili u namotima, što je uključeno u dizajn sustava. Ovo je vrlo važno kada se koristi generator za ugrađenu elektranu u zatvorenom prostoru na plovilu, zrakoplovu, kao iu privatnoj drvenoj stambenoj konstrukciji itd.
9. Niska razina buka.
10. Visoka pogodnost za održavanje.
Parametri generatora snage 0,5 kW
Parametri generatora 2,5 snage kW
REZULTATI:
Predloženi generator može se proizvesti za korištenje u električnim agregatima s brzinom osovine od 1500-1600 o/min. - u dizelskim, benzinskim i parogeneratorskim elektranama za individualnu uporabu ili u lokalnim energetskim sustavima. Uparen s multiplikatorom, elektromehanički pretvarač energije također se može koristiti za proizvodnju električne energije u sustavima generatora male brzine, kao što su vjetroelektrane, elektrane na valove itd. bilo koje snage. Odnosno, opseg primjene elektromehaničkog pretvarača čini predloženi kompleks (multiplikator-generator) univerzalnim. Težina, veličina i drugi električni i tehnički parametri navedeni u tekstu daju predloženi dizajn očit konkurentska prednost na tržištu u usporedbi s analozima.
Proizvodni principi na kojima se temelji dizajn su visoko proizvodni, u osnovi ne zahtijevaju precizne alatne strojeve i orijentirani su na masovnu serijsku proizvodnju. Kao rezultat toga, dizajn će imati niske troškove masovne proizvodnje.
Svrha ovog rada je razjasniti energetske karakteristike over-unity sinkronih generatora s permanentnim magnetima, a posebno utjecaj struje opterećenja koja stvara demagnetizirajuće polje (reakcija armature) na karakteristike opterećenja takvih generatora. Ispitana su dva disk sinkrona generatora različite snage i izvedbe. Prvi generator je mali sinkroni disk generator s jednim magnetskim diskom promjera 6 inča, sa šest pari polova i zavojnim diskom s dvanaest namotaja. Ovaj generator je prikazan na ispitnom stolu (fotografija br. 1), a njegova puna ispitivanja opisana su u mom članku pod naslovom: Eksperimentalne studije energetska učinkovitost dobivanje električne energije iz magnetsko polje stalni magneti." Drugi generator je veliki disk generator s dva magnetska diska promjera 14 inča, s pet pari polova i namotanim diskom s deset namotaja. Ovaj generator još nije sveobuhvatno ispitan, a prikazan je na fotografiji br. 3, kao samostalni električni stroj, pored ispitnog stola malog generatora. Rotaciju ovog generatora vršio je istosmjerni motor montiran na njegovo tijelo.
Vikend promjenjivi napon generatori su ispravljeni, izglađeni kondenzatorima velikog kapaciteta, a struje i naponi u oba generatora mjereni su pomoću DC digitalni multimetri tipa DT9205A Za mali generator mjerenja su obavljena pri standardnoj frekvenciji izmjenične struje od 60 Hz, što je za mali generator odgovaralo 600 o/min. Za mali generator, mjerenja su također obavljena na višekratniku od 120 Hz, što je odgovaralo 1200 o/min. Opterećenje u oba generatora bilo je čisto aktivno. U malom generatoru s jednim magnetskim diskom magnetski krug je bio otvoren, a zračni raspor između rotora i statora bio je oko 1 mm. U velikom generatoru, s dva magnetska diska, magnetski krug je zatvoren, a namoti su postavljeni u zračni raspor od 12 mm.
Pri opisu fizikalnih procesa u oba generatora aksiom je da permanentni magneti imaju konstantno magnetsko polje, koje se ne može niti smanjiti niti povećati. Ovo je važno uzeti u obzir pri analizi prirode vanjskih karakteristika ovih generatora. Stoga ćemo kao varijablu smatrati samo promjenjivo polje demagnetiziranja namota opterećenja generatora. Vanjske karakteristike malog generatora, na frekvenciji od 60 Hz, prikazane su na slici 1, na kojoj je također prikazana krivulja izlazne snage generatora Pgen i KPI krivulja. Karakter krivulje vanjske karakteristike generator može se objasniti na temelju sljedećih razmatranja - ako je veličina magnetskog polja na površini magnetskih polova konstantna, onda kako se udaljava od te površine smanjuje se, a budući da je izvan tijela magneta, može promijeniti. Pri niskim strujama opterećenja, polje namota opterećenja generatora stupa u interakciju s oslabljenim, raspršenim dijelom magnetskog polja i uvelike ga smanjuje. Kao rezultat toga, njihovo ukupno polje je znatno smanjeno, a izlazni napon naglo pada duž parabole, budući da je snaga struje demagnetiziranja proporcionalna njezinom kvadratu. To potvrđuje i slika magnetskog polja magneta i namota dobivena pomoću željeznih strugotina. Na fotografiji br. 1 prikazana je samo slika samog magneta, a jasno je vidljivo da su linije polja koncentrirane na polovima, u obliku nakupina piljevine. Bliže središtu magneta, gdje je polje općenito jednako nuli, polje jako slabi, tako da ne može ni pomaknuti piljevinu. Upravo to oslabljeno polje poništava reakciju armature namota, pri maloj struji od 0,1A, kao što se može vidjeti na fotografiji br.2. S daljnjim povećanjem struje opterećenja, jača magnetska polja koja se nalaze bliže svojim polovima se smanjuju, ali namot ne može dodatno smanjiti sve veće polje magneta, a krivulja vanjske karakteristike generatora postupno se izravnava i pretvara u izravna ovisnost izlaznog napona generatora o struji opterećenja . Štoviše, na ovom linearnom dijelu karakteristike opterećenja naponi pod opterećenjem opadaju manje nego na nelinearnom dijelu, a vanjska karakteristika postaje kruća. Približava se svojstvu konvencionalnog sinkronog generatora, ali s nižim početnim naponom. U industrijskim sinkronim generatorima dopušten je pad napona do 30% pod nazivnim opterećenjem. Pogledajmo koliki postotak pada napona ima mali generator pri 600 i 1200 o/min. Pri 600 o / min njegov napon u praznom hodu bio je 26 volti, a pod strujom opterećenja od 4 ampera pao je na 9 volti, odnosno smanjio se za 96,4% - ovo je vrlo visok pad napona, više od tri puta veći od norme. Pri 1200 okretaja u minuti napon u praznom hodu bio je već 53,5 volti, a pod istom strujom opterećenja od 4 ampera pao je na 28 volti, odnosno već se smanjio za 47,2% - to je već bliže dopuštenim 30%. Međutim, razmotrimo numeričke promjene u krutosti vanjske karakteristike ovog generatora u širokom rasponu opterećenja. Krutost karakteristike opterećenja generatora određena je brzinom opadanja izlaznog napona pod opterećenjem, pa je izračunajmo počevši od napona praznog hoda generatora. Oštar i nelinearan pad ovog napona opaža se do približno struje od jednog Ampera, a najizraženiji je do struje od 0,5 Ampera. Dakle, uz struju opterećenja od 0,1 ampera, napon je 23 volta i pada, u usporedbi s naponom praznog hoda od 25 volti, za 2 volta, odnosno brzina pada napona je 20 V/A. Sa strujom opterećenja od 1,0 ampera, napon je već 18 volti, a pada za 7 volti, u usporedbi s naponom praznog hoda, odnosno brzina pada napona je već 7 V/A, odnosno smanjila se za 2,8 puta. Ovo povećanje krutosti vanjske karakteristike nastavlja se s daljnjim povećanjem opterećenja generatora. Dakle, sa strujom opterećenja od 1,7 A, napon pada sa 18 Volti na 15,5 Volti, odnosno brzina pada napona je već 3,57 V/A, a sa strujom opterećenja od 4 A, napon pada sa 15,5 Volti na 9 volti, odnosno brzina pada napona smanjena je na 2,8 V/A. Ovaj proces je popraćen stalnim povećanjem izlazne snage generatora (slika 1), dok se istovremeno povećava krutost njegovih vanjskih karakteristika. Povećanje izlazne snage pri ovih 600 o/min također osigurava prilično visok KPI generatora od 3,8 jedinica. Slični se procesi događaju pri dvostrukoj sinkronoj brzini generatora (slika 2), također snažnom kvadraturnom smanjenju izlaznog napona pri niskim strujama opterećenja, s daljnjim povećanjem krutosti njegovih vanjskih karakteristika s povećanjem opterećenja, razlike su samo u numeričke vrijednosti. Uzmimo samo dva ekstremna slučaja opterećenja generatora - minimalnu i maksimalnu struju. Dakle, s minimalnom strujom opterećenja od 0,08 A, napon je 49,4 V, i pada za 4,1 V u usporedbi s naponom od 53,5 V. To jest, stopa pada napona je 51,25 V/A, ili više od dvostruko veće brzine pri 600 o/min. S maksimalnom strujom opterećenja od 3,83 A, napon je već 28,4 V, i pada, u usporedbi s 42 V pri struji od 1,0 A, za 13,6 V. To jest, brzina pada napona bila je 4,8 V/Ah, a 1,7 puta ova brzina pri 600 o/min. Iz ovoga možemo zaključiti da povećanje brzine vrtnje generatora značajno smanjuje krutost njegove vanjske karakteristike u njegovom početnom dijelu, ali je ne smanjuje značajno u linearnom dijelu njegove karakteristike opterećenja. Karakteristično je da je u ovom slučaju, s punim opterećenjem generatora od 4 A, postotak pada napona manji nego kod 600 o/min. To se objašnjava činjenicom da je izlazna snaga generatora proporcionalna kvadratu generiranog napona, odnosno brzini rotora, a snaga struje demagnetiziranja proporcionalna kvadratu struje opterećenja. Stoga je pri nazivnom, punom opterećenju generatora snaga razmagnetiziranja, u odnosu na izlaz, manja, a postotni pad napona smanjen. Glavna pozitivna značajka veće brzine vrtnje malog generatora je značajno povećanje njegovog KPI-ja. Pri 1200 o/min, EPI generatora povećao se s 3,8 jedinica pri 600 o/min na 5,08 jedinica.
Veliki generator ima konceptualno drugačiji dizajn, temeljen na primjeni drugog Kirchhoffovog zakona u magnetskim krugovima. Ovaj zakon kaže da ako u magnetskom krugu postoje dva ili više izvora MMF (u obliku permanentnih magneta), tada se u magnetskom krugu ti MMF algebarski zbrajaju. Dakle, ako uzmemo dva identična magneta i spojimo jedan njihov različiti pol s magnetskim krugom, tada se u zračnom rasporu druga dva različita pola pojavljuje dvostruki MMF. Ovaj princip se koristi u dizajnu velikog generatora. Namoti su istog ravnog oblika kao u malom generatoru i smješteni su u ovaj rezultirajući zračni raspor s dvostrukim MMF-om. Ispitivanja su pokazala kako je to utjecalo na vanjske karakteristike generatora. Testovi ovog generatora su provedeni na standardnoj frekvenciji od 50 Hz, što kao kod malog generatora odgovara 600 okretaja u minuti. Pokušalo se usporediti vanjske karakteristike ovih generatora pri istim naponima praznog hoda. Da bi se to postiglo, brzina vrtnje velikog generatora smanjena je na 108 okretaja u minuti, a njegov izlazni napon smanjen je na 50 volti, napon blizak naponu praznog hoda malog generatora pri brzini vrtnje od 1200 okretaja u minuti. Ovako dobivena vanjska karakteristika velikog generatora prikazana je na istoj slici br. 2, na kojoj je prikazana i vanjska karakteristika malog generatora. Usporedba ovih karakteristika pokazuje da s tako vrlo niskim izlaznim naponom za veliki generator, njegova vanjska karakteristika ispada vrlo mekana, čak iu usporedbi s ne tako oštrom vanjskom karakteristikom malog generatora. Budući da su oba podjedinična generatora sposobna za samorotaciju, trebalo je utvrditi što je za to potrebno u njihovim energetskim karakteristikama. Stoga je provedeno eksperimentalno ispitivanje snage koju troši pogonski elektromotor, a da ne troši slobodnu energiju velikog generatora, odnosno mjereni su gubici generatora u praznom hodu. Ova istraživanja su provedena za dva različita prijenosna omjera reduktora između osovine motora i osovine generatora, s ciljem njihovog utjecaja na potrošnju energije u praznom hodu generatora. Sva ova mjerenja su provedena u rasponu od 100 do 1000 o/min. Mjeren je napon napajanja pogonskog elektromotora i njegova strujna potrošnja te je izračunata snaga praznog hoda generatora s prijenosnim omjerima 3,33 i 4,0. Slika 3 prikazuje grafikone promjena ovih vrijednosti. Napon napajanja pogonskog elektromotora raste linearno s povećanjem broja okretaja kod oba prijenosna omjera, a potrošena struja ima blagu nelinearnost uzrokovanu kvadratnom ovisnošću električne komponente snage o struji. Mehanička komponenta potrošnje energije, kao što je poznato, linearno ovisi o brzini vrtnje. Uočeno je da se povećanjem prijenosnog omjera smanjuje potrošnja struje u cijelom rasponu brzina, a posebno pri velikim brzinama. A to naravno utječe na potrošnju snage - ta snaga opada proporcionalno porastu prijenosnog omjera, au ovom slučaju za oko 20%. Vanjske karakteristike velikog generatora uzete su samo s prijenosnim omjerom četiri, ali na dvije brzine - 600 (frekvencija 50 Hz) i 720 (frekvencija 60 Hz). Ove karakteristike opterećenja prikazane su na sl. 4. Ove su karakteristike, za razliku od karakteristika malog generatora, linearne prirode, s vrlo malim padom napona pod opterećenjem. Dakle, pri 600 o/min, napon praznog hoda od 188 V pod strujom opterećenja od 0,63 A pao je za 1,0 V. Pri 720 o/min, napon praznog hoda od 226 V pod strujom opterećenja od 0,76 A također je pao za 1,0 B S daljnjim povećanjem opterećenja generatora, ovaj obrazac je ostao, i možemo pretpostaviti da je brzina pada napona približno 1 V po amperu. Ako izračunamo postotni pad napona, onda je za 600 okretaja on iznosio 0,5%, a za 720 okretaja 0,4%. Ovaj pad napona uzrokovan je samo padom napona na aktivnom otporu strujnog kruga namota generatora - samog namota, ispravljača i spojnih žica, a iznosi približno 1,5 Ohma. Učinak demagnetiziranja namota generatora pod opterećenjem nije se očitovao, ili se očitovao vrlo slabo pri velikim strujama opterećenja. To se objašnjava činjenicom da udvostručeno magnetsko polje u tako uskom zračnom rasporu, gdje se nalazi namot generatora, ne može nadvladati reakciju armature, te se u tom udvostručenom magnetskom polju magneta stvara nenapon. Dom razlikovna značajka Vanjske karakteristike velikog generatora su da su čak i pri malim strujama opterećenja linearne, nema oštrih padova napona, kao u malom generatoru, a to se objašnjava činjenicom da se postojeća reakcija armature ne može manifestirati, ne može prevladati polje stalnih magneta. Stoga se mogu dati sljedeće preporuke za programere CE generatora s trajnim magnetom:
1. Ni u kojem slučaju ne koristite otvorene magnetske krugove u njima, to dovodi do jakog rasipanja i nedovoljnog iskorištenja magnetskog polja.
2. Polje disperzije lako se prevlada reakcijom armature, što dovodi do oštrog omekšavanja vanjskih karakteristika generatora i nemogućnosti uklanjanja projektirane snage iz generatora.
3. Možete udvostručiti snagu generatora, dok istovremeno povećavate krutost vanjske karakteristike, korištenjem dva magneta u njegovom magnetskom krugu i stvaranjem polja s dvostrukim MMF-om.
4. U ovo polje s dvostrukim MMF-om ne mogu se postaviti zavojnice s feromagnetskim jezgrama, jer to dovodi do magnetske veze dvaju magneta, te nestanka efekta udvostručenja MMF-a.
5. U električnom pogonu generatora koristite prijenosni omjer koji će najučinkovitije omogućiti smanjenje gubitaka na ulazu generatora u praznom hodu.
6. Preporučujem dizajn diska generatora, ovo je najviše jednostavan dizajn, dostupan za izradu kod kuće.
7. Dizajn diska omogućuje korištenje kućišta i osovine s ležajevima iz konvencionalnog elektromotora.
I na kraju, želim vam upornost i strpljenje u stvaranju
pravi generator koji radi.
Izum se odnosi na područje elektrotehnike i elektrostrojarstva, posebice na sinkrone generatore pobuđene trajnim magnetima. Tehnički rezultat je proširenje radnih parametara sinkronog generatora pružanjem mogućnosti reguliranja njegove aktivne snage i izlaznog izmjeničnog napona, kao i pružanjem mogućnosti korištenja kao izvora struje zavarivanja pri izvođenju električnog luka. zavarivanje na različite načine. Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta sadrži sklop potpornog statora s potpornim ležajevima (1, 2, 3, 4), na koji je montirana grupa prstenastih magnetskih jezgri (5) s izbočinama polova duž periferije, opremljenih električnim zavojnicama (6) postavljeni na njih s višefaznim kotvnim namotima (7) i (8) statora, ugrađeni na nosivu osovinu (9) s mogućnošću rotacije u nosivim ležajevima (1, 2, 3, 4) oko nosivog statora. jedinica, skupina prstenastih rotora (10) s prstenastim rotorima postavljenim na unutarnje bočne stijenke magnetske obloge (11) s magnetskim polovima p-parova koji se izmjenjuju u obodnom smjeru, pokrivajući izbočine polova s električnim zavojnicama (6) namota armature (7, 8) magnetskog kruga statorskog prstena. Nosiva jedinica statora sastoji se od skupine identičnih modula. Moduli potporne jedinice statora ugrađeni su s mogućnošću međusobnog zakretanja oko osi, bora s nosećom osovinom (9), te su opremljeni kinematički povezanim pogonom za kutno zakretanje istih jedan u odnosu na drugi, a iste faze armaturnih namota navedenih modula su međusobno povezane tvoreći zajedničke faze armaturnog namota statora. 5 plaća f-ly, 3 ilustr.
Nacrti za RF patent 2273942
Izum se odnosi na područje elektrotehnike, posebno na sinkrone generatore pobuđene trajnim magnetima, i može se koristiti u izvanmrežni izvori električne energije u automobilima, brodovima, kao iu autonomnim izvorima napajanja potrošača izmjenične struje standardne industrijske frekvencije i visoke frekvencije te u autonomnim elektranama kao izvor zavarivačke struje za izvođenje elektrolučnog zavarivanja u terenskim uvjetima.
Poznat je sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta, koji sadrži sklop potpornog statora s potpornim ležajevima, na koji je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova duž periferije, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na njih s namotom armature statora, a također montiran na potpornu osovinu s mogućnošću rotacije u spomenutim potpornim ležajevima rotor s trajnim pobudnim magnetima (vidi, na primjer, A.I. Voldek, " Električni automobili", Izd. Energija, Lenjingradska podružnica, 1974., str. 794).
Nedostaci poznatog sinkronog generatora su značajna potrošnja metala i velike dimenzije, zbog značajne potrošnje metala i dimenzija masivnog cilindričnog rotora izrađenog s permanentnim pobudnim magnetima od tvrdih magnetskih legura (kao što su Alni, Alnico, Magnico i dr.).
Poznat je i sinkroni generator s uzbudom od trajnih magneta, koji sadrži sklop potpornog statora s potpornim ležajevima, na koji je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova duž periferije, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na njih s namotom armature statora, i prstenasti rotor montiran s mogućnošću rotacije oko prstenastog magnetskog kruga statora s prstenastim magnetskim umetkom montiranim na unutarnjoj bočnoj stijenci s magnetskim polovima koji se izmjenjuju u obodnom smjeru, pokrivajući izbočine polova s električnim zavojnicama armaturnog namota navedene prstenaste magnetske jezgre statora (vidi, na primjer, RF patent br. 2141716, klasa N 02 K 21/12 na zahtjev br. 4831043/09 od 03/02/1988).
Nedostatak poznatog sinkronog generatora s uzbudom iz permanentnih magneta su uski radni parametri zbog nedostatka mogućnosti regulacije djelatne snage sinkronog generatora, budući da u konstrukciji ovog sinkronog reduktorskog generatora ne postoji mogućnost promptne promjene vrijednost ukupnog magnetskog toka koji stvaraju pojedinačni trajni magneti specificirane prstenaste magnetske košuljice.
Najbliži analog (prototip) je sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta, koji sadrži sklop potpornog statora s potpornim ležajevima, na koji je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova duž periferije, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na njih s višefaznim namot armature statora, postavljen na nosivu osovinu s mogućnošću rotacije u navedenim nosivim ležajevima oko prstenaste magnetske jezgre statora, prstenasti rotor s prstenastom magnetskom košuljicom postavljenom na unutarnju bočnu stijenku s magnetskim polovima koji se izmjenjuju u obodnom smjeru iz p-parova, pokrivajući izbočine polova s električnim zavojnicama armaturnog namota navedene prstenaste magnetske jezgre statora (vidi patent RF br. 2069441, klasa N 02 K 21/22 prema prijavi br. 4894702/07 od 06. /01/1990).
Nedostatak poznatog sinkronog generatora s uzbudom iz permanentnih magneta također su njegovi uski radni parametri, kako zbog nedostatka mogućnosti regulacije djelatne snage sinkronog reluktantnog generatora, tako i zbog nedostatka mogućnosti regulacije vrijednosti izmjeničnog izlaznog napona. , što otežava njegovu upotrebu kao izvora struje zavarivanja u elektrolučnom zavarivanju (u dizajnu poznatog sinkronog generatora ne postoji mogućnost promptne promjene vrijednosti ukupnog magnetskog toka pojedinačnih permanentnih magneta koji tvore prstenastu magnetsku košuljicu među sobom).
Svrha ovog izuma je proširiti radne parametre sinkronog generatora pružanjem mogućnosti regulacije njegove djelatne snage i mogućnosti regulacije napona izmjenične struje, kao i pružanjem mogućnosti korištenja kao izvora struja zavarivanja pri izvođenju elektrolučnog zavarivanja u različitim režimima.
Ovaj cilj se postiže činjenicom da je sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta, koji sadrži sklop potpornog statora s potpornim ležajevima, na koji je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova duž periferije, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na njih s višefazni namot armature statora, postavljen na noseću osovinu s mogućnošću rotacije u navedenim nosivim ležajevima oko prstenaste magnetske jezgre statora, prstenasti rotor s prstenastom magnetskom košuljicom postavljenom na unutarnju bočnu stijenku s magnetskim polovima koji se izmjenjuju po obodu smjeru od p-parova, pokrivajući polne izbočine s električnim zavojnicama armaturnog namota navedene prstenaste magnetske jezgre statora, u kojoj se nalazi nosiva jedinica. Stator je izrađen od skupine istovjetnih modula s navedenim prstenastim magnetska jezgra i prstenasti rotor, postavljeni na jednu nosivu osovinu s mogućnošću njihove međusobne rotacije oko osi koaksijalne s nosivom osovinom, te opremljeni kinematički povezanim pogonom za kutnu rotaciju istih jedna u odnosu na drugu, i isti faze armaturnih namota u modulima nosive jedinice statora su međusobno povezane tvoreći zajedničke faze namota armature statora.
Dodatna razlika predloženog sinkronog generatora s pobudom od trajnih magneta je u tome što su istovjetni magnetski polovi prstenastih magnetskih košuljica prstenastih rotora u susjednim modulima nosive jedinice statora smješteni međusobno kongruentno u istim radijalnim ravninama, a krajevi faza armaturnog namota u jednom modulu nosive jedinice statora povezani su s počecima istih faza namota armature u drugom susjednom modulu nosive jedinice statora, tvoreći u međusobnoj vezi zajedničke faze namota armature statora.
Osim toga, svaki od modula potporne jedinice statora uključuje prstenastu čahuru s vanjskom potisnom prirubnicom i šalicu sa središnjom rupom na kraju, a prstenasti rotor u svakom od modula potporne jedinice statora uključuje prstenastu ljusku s unutarnjom potisnom prirubnicom, u koju je ugrađen navedeni odgovarajući prstenasti magnetski umetak, pri čemu su navedene prstenaste čahure modula sklopa potpornog statora spojene svojom unutarnjom cilindričnom bočnom stijenkom s jednim od spomenutih potpornih ležajeva, od kojih je drugi spojeni sa stijenkama središnjih rupa na krajevima navedenih odgovarajućih čašica, prstenaste ljuske prstenastog rotora kruto su spojene na nosivu osovinu pomoću jedinica za pričvršćivanje, a prstenasti magnetski krug u odgovarajućem modulu potporne jedinice statora montiran je na navedenu prstenastu čahuru, kruto pričvršćen svojom vanjskom potisnom prirubnicom na bočnu cilindričnu stijenku čašice i zajedno s potonjom tvori prstenastu šupljinu u kojoj je navedeni odgovarajući prstenasti magnetski krug s električnim zavojnicama odgovarajuće armature. nalazi se namot statora. Dodatna razlika predloženog sinkronog generatora s pobudom od trajnih magneta je u tome što svaka od jedinica za pričvršćivanje koja povezuje prstenastu ljusku prstenastog rotora s nosivom osovinom uključuje glavčinu postavljenu na nosivu osovinu s prirubnicom kruto povezanom s unutarnjom potisnom prirubnicom odgovarajuće prstenaste ljuske.
Dodatna razlika predloženog sinkronog generatora s pobudom iz permanentnih magneta je u tome što je pogon za kutnu rotaciju modula potporne jedinice statora jedan u odnosu na drugi montiran pomoću potporne jedinice na module potporne jedinice statora.
Osim toga, pogon za kutnu rotaciju modula potporne jedinice statora jedan u odnosu na drugu izrađen je u obliku vijčanog mehanizma s vodećim vijkom i maticom, a nosiva jedinica za pogon za kutnu rotaciju sekcija potporne jedinice statora uključuje potpornu ušicu fiksiranu na jedno od spomenutih stakala i potpornu šipku na drugom staklu, pri čemu je vodeći vijak zakretno spojen šarkom u dva stupnja na jednom kraju pomoću osi paralelne s os navedene potporne osovine, s navedenom potpornom šipkom izrađenom s utorom za vođenje smještenim duž kružnog luka, a matica vijčanog mehanizma je na jednom kraju zakretno povezana s navedenom ušicom, koja je na drugom kraju napravljena s provučenom drškom kroz utor za vođenje u potpornoj šipki i opremljen elementom za zaključavanje.
Suština izuma ilustrirana je crtežima.
Slika 1 prikazuje opći pogled na predloženi sinkroni generator s uzbudom od stalnih magneta u uzdužnom presjeku;
Slika 2 - pogled A na slici 1;
Slika 3 shematski prikazuje krug magnetske pobude sinkronog generatora u izvedbi s trofaznim električnim krugovima namota armature statora u izvornom početnom položaju (bez kutnog pomaka odgovarajućih istoimenih faza u modulima nosača statora). jedinica) za broj pari polova statora p=8;
Na slici 4 - isti, s fazama trofaznih električnih krugova namota armature statora, zakrenutih jedan prema drugom u kutnom položaju pod kutom jednakim 360/2p stupnjeva;
Slika 5 prikazuje opciju električni dijagram spojevi armaturnih namota statora sinkronog generatora sa zvjezdastim spojem faza generatora i serijskim spojem istovrsnih faza u zajedničkim fazama koje one čine;
Slika 6 prikazuje drugu verziju električnog dijagrama spojeva namota armature statora sinkronog generatora sa spojem faza generatora trokutom i serijskim spojem istih faza u zajedničkim fazama koje oni čine;
Slika 7 prikazuje shematski vektorski dijagram promjene veličine faznih napona sinkronog generatora kada se odgovarajuće faze istog imena okreću u namotima armature statora (i, sukladno tome, moduli nosive jedinice statora ) odgovarajućim kutom i kada su te faze spojene u konfiguraciju zvijezde;
Na sl.8 - isto, pri spajanju faza namota armature statora prema dijagramu "trokuta";
Slika 9 prikazuje dijagram koji prikazuje ovisnost izlaznog mrežnog napona sinkronog generatora o geometrijskom kutu rotacije istih faza namota armature statora s odgovarajućim električnim kutom rotacije vektora napona u fazi za spajanje faza prema na krug "zvijezda";
Slika 10 prikazuje dijagram koji prikazuje ovisnost izlaznog napona sinkronog generatora o geometrijskom kutu zakreta istih faza namota armature statora s odgovarajućim električnim kutom zakreta vektora napona u fazi za spajanje faza prema na dijagram "trokut".
Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta sadrži sklop potpornog statora s potpornim ležajevima 1, 2, 3, 4, na koji je montirana skupina identičnih prstenastih magnetskih jezgri 5 (na primjer, u obliku monolitnih diskova izrađenih od praškastog kompozita meki magnetski materijal) s izbočinama polova duž periferije, opremljen električnim zavojnicama 6 postavljenim na njih s višefaznim (na primjer, trofaznim, i u opći slučaj m-faza) armaturni namoti 7, 8 statora, ugrađeni na nosivu osovinu 9 s mogućnošću rotacije u spomenutim nosivim ležajevima 1, 2, 3, 4 oko nosive statorske jedinice, skupina identičnih prstenastih rotora 10, s prstenastim magnetskim oblogama 11 postavljenim na unutarnje bočne stijenke (na primjer, u obliku monolitnih magnetskih prstenova izrađenih od praškastog magnetoanizotropnog materijala) s magnetskim polovima p-parova koji se izmjenjuju u obodnom smjeru (u ovoj izvedbi generatora, broj pari p magnetskih polova je 8), pokrivajući izbočine polova s električnim zavojnicama 6 armaturnih namota 7, 8 određenih prstenastih magnetskih jezgri 5 statora. Potporna jedinica statora izrađena je od skupine identičnih modula, od kojih svaki uključuje prstenastu čahuru 12 s vanjskom potisnom prirubnicom 13 i šalicu 14 sa središnjom rupom "a" na kraju 15 i cilindričnu bočnu stijenku 16. Svaki prstenastih rotora 10 uključuje prstenasti omotač 17 s unutarnjom potisnom prirubnicom 18. Moduli prstenastih čahura 12 potporne jedinice statora spojeni su sa svojom unutarnjom cilindričnom bočnom stijenkom s jednim od spomenutih potpornih ležajeva (s potpornim ležajevima 1, 3), od kojih su drugi (potporni ležajevi 2, 4) spojeni sa stijenkama središnjih rupa "a" na krajevima 15 naznačenih odgovarajućih čašica 14. Prstenaste ljuske 17 prstenastih rotora 10 kruto su spojene na potpornu osovinu 9 pomoću jedinica za pričvršćivanje, a svaka od prstenastih magnetskih jezgri 5 u odgovarajućem modulu potporne jedinice statora montirana je na specificiranu prstenastu čahuru 12, kruto pričvršćenu svojom vanjskom potisnom prirubnicom 13 s bočnom cilindričnom stijenkom 16 čašice. 14 i tvoreći, zajedno s potonjim, prstenastu šupljinu "b", u kojoj se nalazi navedeni odgovarajući prstenasti magnetski krug 5 s električnim zavojnicama 6 odgovarajućeg namota armature (namoti armature 7, 8) statora. Moduli potporne jedinice statora (prstenaste čahure 12 s čašicama 14 koje tvore ove module) ugrađeni su s mogućnošću njihove rotacije jedan u odnosu na drugu oko osi koaksijalne s nosivim vratilom 9 i opremljeni su kinematički povezanim pogonom za njihova kutna rotacija jedna u odnosu na drugu, montirana pomoću potporne jedinice na module nosača statora. Svaka od jedinica za pričvršćivanje koja povezuje prstenasti omotač 17 odgovarajućeg prstenastog rotora 10 s potpornom osovinom 9 uključuje glavčinu 19 montiranu na potpornu osovinu 9 s prirubnicom 20 kruto povezanom s unutarnjom potisnom prirubnicom 18 odgovarajuće prstenaste ljuske 17. Pogon za kutnu rotaciju modula potporne jedinice statora jedan u odnosu na drugi u prikazanoj privatnoj izvedbi izrađen je u obliku vijčanog mehanizma s vodećim vijkom 21 i maticom 22, a potporna jedinica za pogon za kutnu rotaciju dijelovi potporne jedinice statora uključuju potpornu ušicu 23 pričvršćenu na jedno od spomenutih stakala 14, a na drugom staklu 14 nalazi se potporna šipka 24. Glavni vijak 21 je zglobno spojen dvostupanjskom šarkom (šarkom s dva stupnja slobode) na jednom kraju "unutra" pomoću osi 25 paralelne s osi O-O1 spomenute potporne osovine 9, s navedenom potpornom šipkom 24 izrađenom s utorom za vođenje "g" koji se nalazi duž luka kruga, a matica 22 vijčanog mehanizma je na jednom kraju zglobno spojena sa spomenutom potpornom ušicom 23, na drugom kraju je napravljena s drškom 26 provučenom kroz utor za vođenje "g" u potpornoj šipki 24, i opremljen elementom za zaključavanje 27 (kontramatica). Na kraju matice 22, zakretno spojene na potpornu ušicu 23, ugrađen je dodatni element za zaključavanje 28 (dodatna kontra matica). Nosivo vratilo 9 opremljeno je ventilatorima 29 i 30 za hlađenje namota armature 7, 8 statora, od kojih se jedan (29) nalazi na jednom kraju nosivog vratila 9, a drugi (30) je postavljen između dijelovi potporne jedinice statora i montirani na potpornu osovinu 9. Prsten Čahure 12 sekcije sklopa potpornog statora izrađene su s ventilacijskim otvorima "d" na vanjskim potisnim prirubnicama 13 za prolaz protoka zraka u odgovarajuće prstenaste šupljine " b” formirana prstenastim čahurama 12 i čašicama 14, i na taj način hladi armaturne namotaje 7 i 8 smještene u električnim zavojnicama 6 na izbočinama polova prstenastih magnetskih krugova 5. Na kraju potporne osovine 9, na kojoj je ventilator 29, postavljena je remenica klinastog remena 31 za pogon prstenastih rotora 10 sinkronog generatora u rotaciju. Ventilator 29 montiran je izravno na remenicu klinastog remena 31. Na drugom kraju glavnog vijka 21 vijčanog mehanizma nalazi se ručica 32 za ručno upravljanje vijčanim mehanizmom koji pokreće kutnu rotaciju modula sklopa nosača statora jedan u odnosu na drugi. Istoimene faze (A1, B1, C1 i A2, B2, C2) namota armature u prstenastim magnetskim jezgrama 5 modula nosive jedinice statora međusobno su povezane, tvoreći zajedničke faze generator (veza istih faza u općem obliku je i serijska i paralelna, kao i složena ). Istoimeni magnetski polovi ("sjever" i, prema tome, "jug") prstenastih magnetskih košuljica 11 prstenastih rotora 10 u susjednim modulima nosive jedinice statora nalaze se međusobno kongruentno u istom radijalu avionima. U prikazanoj izvedbi, krajevi faza (A1, B1, C1) armaturnog namota (namota 7) u prstenastoj magnetskoj jezgri 5 jednog modula potporne jedinice statora povezani su s počecima faza istog naziv (A2, B2, C2) namota armature (namota 8) u susjednoj nosivoj jedinici statora drugog modula, tvoreći u serijskoj vezi jedna s drugom zajedničke faze namota armature statora.
Sinkroni generator s uzbudom permanentnim magnetom radi na sljedeći način.
Od pogona (na primjer, od motora s unutarnjim izgaranjem, uglavnom dizel motora, koji nije prikazan na crtežu) preko pogonske remenice klinastog remena 31, rotacijsko gibanje se prenosi na potporno vratilo 9 s prstenastim rotorima 10. Kada se prstenasti rotori 10 (prstenaste ljuske 17) s prstenastim magnetskim košuljicama 11 rotiraju (na primjer, monolitni magnetski prstenovi izrađeni od praškastog magnetski anizotropnog materijala) stvaraju rotirajuće magnetske tokove koji prodiru kroz zračni prstenasti razmak između prstenastih magnetskih košuljica 11 i prstenastih magnetskih jezgri 5 (na primjer, monolitni diskovi izrađeni od praškastog kompozitnog mekog magnetskog materijala) modula potporne jedinice statora, kao i prodorne radijalne izbočine polova (nisu prikazane na crtežu) prstenastih magnetskih jezgri 5. Kada se prstenasti rotori 10 okreću , "sjeverni" i "južni" izmjenični magnetski polovi prstenastih magnetskih košuljica 11 također naizmjenično prolaze preko izbočina radijalnih polova prstenastih magnetskih jezgri 5 modula potporne jedinice statora, uzrokujući pulsacije rotirajućeg magnetskog toka kako u veličini i smjeru u radijalnim izbočinama polova navedenih prstenastih magnetskih jezgri 5. Istovremeno se induciraju izmjenične elektromotorne sile (EMS) u namotima armature 7 i 8 statora s međusobnim faznim pomakom u svakoj od m - fazne armaturne namote 7 i 8 pod kutom jednakim 360/m električnih stupnjeva, a za prikazane trofazne armaturne namote 7 i 8 u njihovim fazama (A1, B1, C1 i A2, B2, C2) sinusne izmjenične elektromotorne sile (EMF) induciraju se s faznim pomakom među sobom pod kutom od 120 stupnjeva i s frekvencijom jednakom umnošku broja pari (p) magnetskih polova u prstenastom magnetskom umetku 11 s frekvencijom rotacije prstenastih rotora. 10 (za broj pari magnetskih polova p = 8, izmjenična EMF induciraju se pretežno na višoj frekvenciji, npr. s frekvencijom od 400 Hz) . Izmjenična struja (na primjer, trofazna ili, općenito, m-fazna) koja teče kroz zajednički armaturni namot statora, formiran gore spomenutim spojem između istih faza (A1, B1, C1 i A2, B2, C2) armaturnih namota 7 i 8 u susjednim prstenastim magnetskim jezgrama 5, napajanim na izlazne priključke električne energije (nisu prikazani na crtežu) za spajanje prijemnika električne energije izmjenične struje (na primjer, za spajanje električnih motora, električnih alata, električnih pumpi , uređaji za grijanje, kao i za spajanje opreme za električno zavarivanje itd. ). U predstavljenoj izvedbi sinkronog generatora, izlazni fazni napon (Uph) u zajedničkom armaturnom namotu statora (formiran odgovarajućim gore spomenutim spojem između istih faza armaturnih namota 7 i 8 u prstenastim magnetskim jezgrama 5) ) u početnom početnom položaju modula nosive jedinice statora (bez međusobnog kutnog pomaka) međusobno u odnosu na ove module potporne jedinice statora i, sukladno tome, bez kutnog pomaka prstena jedan u odnosu na drugi magnetske jezgre 5 s izbočinama polova duž periferije) jednaka je zbroju apsolutne vrijednosti pojedinačnih faznih napona (Uf1 i Uf2) u namotima armature 7 i 8 prstenastih magnetskih jezgri modula potporne jedinice statora (u Općenito, ukupni izlazni fazni napon Uf generatora jednak je geometrijskom zbroju vektora napona u pojedinačnim istoimenim fazama A1, B1, C1 i A2, B2, C2 namota armature 7 i 8, vidi sl. 7 i 8 s dijagramima napona). Ako je potrebno promijeniti (smanjiti) vrijednost izlaznog faznog napona Uph (i, sukladno tome, izlaznog linearnog napona U l) predstavljenog sinkronog generatora za napajanje određenih prijemnika snage sa smanjenim naponom (na primjer, za elektrolučno zavarivanje s izmjeničnom strujom u određenim načinima), kutna rotacija pojedinih modula potporne jedinice provodi se stator jedan u odnosu na drugi pod određenim kutom (određenim ili kalibriranim). U ovom slučaju, element za zaključavanje 27 matice 22 vijčanog mehanizma za pokretanje kutne rotacije modula potporne jedinice statora je otključan i, pomoću ručke 32, vodeći vijak 21 vijčanog mehanizma se okreće. , zbog čega se kutno pomicanje matice 22 izvodi duž kružnog luka u utoru "d" potporne šipke 24 i rotacije do zadanog kuta jednog od modula potporne jedinice statora u odnosu na drugi modul ove potporne jedinice statora oko osi O-O1 nosive osovine 9 (u prikazanoj izvedbi sinkronog reluktantnog generatora zakreće se modul potporne jedinice statora, na kojem je nosiva ušica 23 montiran, dok je drugi modul potporne jedinice statora s potpornom šipkom 24 koja ima utor "d" u stacionarnom položaju, tj. fiksiran na bilo koju bazu, koja nije prikazana na prikazanom crtežu). Kada se moduli sklopa potpornog statora (prstenaste čahure 12 s čašicama 14) međusobno kutno zakreću oko O-O1 osi potporne osovine 9, prstenaste magnetske jezgre 5 s izbočinama polova duž periferije također se zakreću relativno jedni prema drugima pod zadanim kutom, uslijed čega se također vrši rotacija pod zadanim kutom jedna u odnosu na drugu oko osi O-O1 nosive osovine 9 samih stubnih izbočina (uvjetno nisu prikazane na crtežu) ) s električnim zavojnicama 6 višefaznih (u ovom slučaju trofaznih) namota armature 7 i 8 statora u prstenastim magnetskim krugovima. Kada se izbočine polova prstenastih magnetskih jezgri 5 okreću jedna u odnosu na drugu pod zadanim kutom unutar 360/2p stupnjeva, dolazi do proporcionalne rotacije vektora faznog napona u armaturnom namotu pomičnog modula jedinice nosača statora (u u ovom slučaju, vektori faznog napona Uph2 rotiraju u armaturnom namotu 7 statora modula nosivog čvora, koji ima mogućnost kutne rotacije) pod vrlo određenim kutom unutar raspona od 0-180 električnih stupnjeva (vidi slike 7 i 8 ), što dovodi do promjene rezultirajućeg izlaznog faznog napona Uph sinkronog generatora ovisno o električnom kutu zakreta vektora faznog napona Uph2 u fazama A2, B2, C2 jednog namota armature statora 7 u odnosu na vektore faznog napona Uf1 u fazama A1, B1, C1 drugog namota armature statora 8 (ova ovisnost je računske prirode, izračunata je rješavanjem kosih trokuta i određena je sljedećim izrazom:
Raspon regulacije izlaznog rezultirajućeg faznog napona Uph predstavljenog sinkronog generatora za slučaj kada je Uph1=Uph2 varirat će od 2Uph1 do 0, a za slučaj kada je Uph2 Izrada potporne jedinice statora od skupine identičnih modula s naznačenom prstenastom magnetskom jezgrom 5 i prstenastim rotorom 10, montiranih na jednoj nosivoj osovini 9, kao i ugradnja modula potporne jedinice statora s mogućnošću rotiranja u odnosu jedan na drugi oko osi koaksijalne s nosivim vratilom 9, opskrbljujući module nosive jedinice statora kinematički povezane s njima pogonom za kutnu rotaciju međusobno relativno i međusobnu vezu istih faza namota armature 7 i 8 u modulima ležajne jedinice statora s formiranjem zajedničkih faza armaturnog namota statora omogućuju proširenje radnih parametara sinkronog generatora pružajući mogućnost reguliranja njegove aktivne snage i pružajući mogućnost za regulaciju izlaznog izmjeničnog napona, kao i pružanje mogućnosti korištenja kao izvora struje zavarivanja pri izvođenju elektrolučnog zavarivanja u različitim načinima (osiguravanjem mogućnosti reguliranja veličine faznog pomaka napona u istim fazama A1 , B1, C1 i A2 , B2, C2, te općenito u fazama Ai, Bi, Ci namota armature statora u predloženom sinkronom generatoru). Predloženi sinkroni generator s uzbudom od trajnih magneta može se koristiti uz odgovarajuću komutaciju namota armature statora za opskrbu električnom energijom širokog spektra višefaznih izmjeničnih električnih prijemnika s različitim parametrima napona napajanja. Dodatno, dodatni raspored istoimenih magnetskih polova ("sjever" i, prema tome, "jug") prstenastih magnetskih košuljica 11 u susjednim prstenastim rotorima 10 također je usklađen jedan s drugim u istim radijalnim ravninama, kao veza krajeva faza A1, B1, C1 armaturnog namota 7 u prstenu Magnetska jezgra 5 jednog modula nosive jedinice statora s počecima sličnih faza A2, B2, C2 armaturni namot 8 u susjednom modulu nosivog sklopa statora (serijski spoj između sličnih faza namota armature statora) omogućuje glatku i učinkovitu regulaciju izlaznog napona sinkronog generatora od maksimalne vrijednosti (2U f1, a u općem slučaju za broj n dionica nosive jedinice statora nU f1) do 0, koji se može koristiti i za napajanje specijalnih električnih strojeva i instalacija električnom energijom. 1. Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta, koji sadrži sklop potpornog statora s potpornim ležajevima, na koji je montiran prstenasti magnetski krug s izbočinama polova duž periferije, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na njih s višefaznim namotajem armature statora, instaliranim na nosivom vratilu s mogućnošću rotacije u navedenim nosivim ležajevima oko prstenaste magnetske jezgre statora, prstenasti rotor s prstenastom magnetskom košuljicom postavljenom na unutarnju bočnu stijenku s magnetskim polovima koji se izmjenjuju u obodnom smjeru od p-parova, pokrivanje izbočina polova s električnim zavojnicama armaturnog namota navedene prstenaste magnetske jezgre statora, naznačeno time da je sklop potpornog statora izrađen od skupine identičnih modula s navedenom prstenastom magnetskom jezgrom i prstenastim rotorom postavljenim na jednu potpornu osovinu, dok su moduli potporne jedinice statora ugrađeni s mogućnošću međusobnog okretanja oko osi koaksijalne s nosivim vratilom, te su opremljeni kinematički povezanim pogonom za kutno okretanje istih jednih u odnosu na druge, te isti faze armaturnih namota u modulima nosive jedinice statora su međusobno povezane tvoreći zajedničke faze namota armature statora. 2. Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta prema zahtjevu 1, naznačen time što su slični magnetski polovi prstenastih magnetskih košuljica prstenastih rotora u susjednim modulima jedinice nosača statora međusobno kongruentni u istim radijalnim ravninama. , a krajevi faza namota armature u jednom čvoru statora nosivog modula povezani su s počecima istih faza namota armature u drugom, susjednom modulu čvora nosivog statora, tvoreći u međusobnoj vezi zajedničke faze namot armature statora. 3. Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta prema zahtjevu 1, naznačen time što svaki od modula potporne jedinice statora uključuje prstenastu čahuru s vanjskom potisnom prirubnicom i čašicom sa središnjom rupom na kraju, i prstenastim rotor u svakom od modula potporne jedinice statora uključuje prstenasti omotač s unutarnjom potisnom prirubnicom, u koju je ugrađena navedena odgovarajuća prstenasta magnetska košuljica, dok su navedene prstenaste čahure modula potporne jedinice statora spojene s njihovom unutarnjom cilindričnom stranom zid na jedan od navedenih potpornih ležajeva, od kojih je drugi spojen na stijenke središnjih rupa na krajevima navedenih odgovarajućih čašica, prstenaste ljuske prstenastog rotora kruto su spojene na nosivu osovinu pomoću jedinica za pričvršćivanje , a prstenasti magnetski krug u odgovarajućem modulu potporne jedinice statora montiran je na specificiranu prstenastu čahuru, kruto pričvršćenu svojom vanjskom potisnom prirubnicom na bočnu cilindričnu stijenku čaše i zajedno s potonjom tvori prstenastu šupljinu, u kojem se nalazi navedeni odgovarajući prstenasti magnetski krug s električnim zavojnicama pripadajućeg namota kotve statora. 4. Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta prema bilo kojem od zahtjeva 1-3, naznačen time, da svaka od jedinica za pričvršćivanje koja povezuje prstenastu ljusku prstenastog rotora s nosivom osovinom uključuje glavčinu postavljenu na nosivu osovinu s prirubnica kruto povezana s unutarnjom potisnom prirubnicom odgovarajuće prstenaste ljuske. 5. Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta prema zahtjevu 4, naznačen time, da je pogon za kutnu rotaciju modula potporne jedinice statora jedan u odnosu na drugi montiran pomoću potporne jedinice na module potporne jedinice statora. 6. Sinkroni generator s pobudom od trajnih magneta prema zahtjevu 5, naznačen time što je pogon za kutnu rotaciju modula potporne jedinice statora jedan u odnosu na drugi izrađen u obliku vijčanog mehanizma s vodećim vijkom i maticom, i potporna jedinica za pogon za kutnu rotaciju modula statorske potporne jedinice uključuje potpornu ušicu učvršćenu na jednom od navedenih stakala, i potpornu šipku na drugom staklu, pri čemu je vodeći vijak zglobno spojen s dva stupnja zglob na jednom kraju pomoću osi paralelne s osi navedene potporne osovine, s navedenom potpornom šipkom napravljenom s utorom za vođenje smještenim duž kružnog luka, i matica vijčanog mehanizma je zglobno pričvršćena na jednom kraju za spomenuta ušica je na drugom kraju napravljena sa drškom provučenom kroz utor za vođenje u potpornoj šipki, i opremljena je elementom za zaključavanje. Uzbuda sinkronog stroja i njegova magnetska polja. Uzbuda sinkronog generatora.
Uzbudni namot sinkronog generatora (SG) nalazi se na rotoru i prima istosmjernu struju iz vanjskog izvora. Ono stvara glavno magnetsko polje stroja, koje se okreće s rotorom i zatvara duž cijelog magnetskog kruga. Tijekom rotacije ovo polje prelazi vodiče namota statora i inducira u njima EMF E10. Uzbudni namot može biti koncentriran (za sinkrone generatore s istaknutim polovima) ili raspodijeljen (za sinkrone generatore s neistaknutim polovima). Magnetski krug S.G.
Magnetski sustav S.G. je razgranati magnetski krug s 2 paralelne grane. U ovom slučaju, magnetski tok koji stvara pobudni namot zatvoren je duž sljedećih dijelova magnetskog kruga: zračni raspor "?" - dvaput; zona zuba statora hZ1 – dva puta; stator natrag L1; nazubljeni sloj rotora "hZ2" - dva puta; rotor natrag – “LOB”. U generatorima sa istaknutim polovima, rotor ima polove rotora "hm" - dva puta (umjesto zubnog sloja) i križni LOB (umjesto leđa rotora). Slika 1 pokazuje da su paralelne grane magnetskog kruga simetrične. Također se može vidjeti da je glavni dio magnetskog toka F zatvoren u cijelom magnetskom krugu i spojen je i na namot rotora i na namot statora. Manji dio magnetskog toka Fsigma (žao nam je, nema simbola) zatvara se samo oko namota polja, a zatim duž zračnog raspora bez zahvaćanja namota statora. Ovo je magnetski tok curenja rotora. Slika 1. Magnetski krugovi S.G. U ovom slučaju ukupni magnetski tok Fm jednak je: gdje je SIGMAm koeficijent disipacije magnetskog toka. Područje zračnog raspora u kojem je magnetska penetracija µ0 = const konstantna ima najveći magnetski otpor. U predstavljenoj formuli, wB je broj serijski spojenih zavoja namota polja po paru polova, a IBO je struja polja u praznom hodu. Kako se magnetski tok povećava, čelik magnetskog kruga ima svojstvo zasićenja, stoga je magnetska karakteristika sinkronog generatora nelinearna. Ova karakteristika kao ovisnost magnetskog toka o struji uzbude F = f(IV) ili F = f(FV) može se konstruirati proračunom ili odrediti eksperimentalno. Izgleda kao što je prikazano na slici 2. Slika 2. Magnetska karakteristika S.G. Obično S.G. izvedena tako da je pri nazivnoj vrijednosti magnetskog toka F magnetski krug zasićen. U ovom slučaju, odjeljak "ab" magnetske karakteristike odgovara MMF-u pri prevladavanju zračnog raspora od 2Fsigma, a odjeljak "vc" odgovara prevladavanju magnetskog otpora čelika magnetske jezgre. Zatim stav Brzina praznog hoda sinkronog generatora
Ako je krug namota statora otvoren, tada u S.G. Postoji samo jedno magnetsko polje - stvoreno MMF namota polja. Slika 3. Osiguranje sinusoidalnosti magnetskog Budući da je EMF statorskog namota E10 proporcionalan magnetskom toku FO, a struja u uzbudnom namotu IVO proporcionalna MMF uzbudnog namota FVO, lako je konstruirati ovisnost: E0 = f(IVO) identična na magnetsku karakteristiku: F = f(FVO). Ta se ovisnost naziva karakteristika praznog hoda (H.H.H.) S.G. Omogućuje vam određivanje parametara S.G.-a i izradu njegovih vektorskih dijagrama. U ovom slučaju H.H.H. naziva normalna karakteristika. Zanimljivo je da normalni X.H.H. za gotovo sve S.G. isti su. U stvarnim uvjetima, H.H.H. ne počinje od ishodišta koordinata, već od određene točke na ordinatnoj osi, koja odgovara zaostalom EMF e RES., uzrokovanom zaostalim magnetskim tokom čelika magnetske jezgre. Slika 4. Karakteristike praznog hoda u relativnim jedinicama Shematski dijagrami uzbude S.G. s pobudom a) i samopobudom b) prikazani su na slici 4. Slika 5. Shematski dijagrami pobude S.G. Magnetsko polje S.G. pod opterećenjem.
Za učitavanje S.G. ili povećati njegovo opterećenje, potrebno je smanjiti električni otpor između faznih priključaka namota statora. Tada će struje teći kroz zatvorene krugove faznih namota pod utjecajem EMF namota statora. Ako pretpostavimo da je ovo opterećenje simetrično, tada fazne struje stvaraju MMF trofaznog namota, koji ima amplitudu a vrti se duž statora brzinom vrtnje n1 jednakom brzini rotora. To znači da se MMF namota statora F3F i MMF uzbudnog namota FB, koji miruju u odnosu na rotor, vrte istim brzinama, tj. sinkrono. Drugim riječima, oni su nepomični jedni u odnosu na druge i mogu međusobno djelovati. Slika 6. Linearni pregled MMF namota statora po uzdužnoj osi. Takva neravnomjerna raspodjela indukcije s amplitudom B1dmax može se zamijeniti sinusoidnom raspodjelom, ali s manjom amplitudom B1d1max. Slika 7. Linearno skeniranje MMF namota statora po poprečnoj osi. I ovdje je količina indukcije u području vrhova polova veća nego u području međupolarnog prostora. I posve je očito da je amplituda glavnog harmonika indukcije polja statora B1d1 duž uzdužne osi veća od amplitude indukcije polja B1q1 duž transverzalne osi. Stupanj smanjenja indukcije B1d1 i B1q1, koji je uzrokovan neravnomjernošću zračnog raspora, uzima se u obzir pomoću koeficijenata: Oni ovise o mnogim čimbenicima, a posebno o omjeru sigma/tau (žao nam je što nema simbola) (relativna veličina zračnog raspora), o omjeru (koeficijent preklapanja polova), gdje je VP širina polarnog dijela, i drugi faktori.ZAHTJEV
Za napajanje uzbudnog namota snažnog S.G. koriste se posebni generatori – pobudnici. Ako su instalirani zasebno, tada se napajanje dovodi do namota polja kroz klizne prstenove i aparat s četkom. Za snažne turbogeneratore, pobudnici (sinkroni generatori "obrnutog tipa") obješeni su na osovinu generatora, a zatim se uzbudni namot napaja preko poluvodičkih ispravljača ugrađenih na osovinu.
Snaga potrošena na pobudu je približno 0,2 - 5% nazivne snage S.G., s manjom vrijednošću za velike S.G.
Generatori srednje snage često koriste sustav samouzbude - od mreže namota statora preko transformatora, poluvodičkih ispravljača i prstenova. U vrlo malim S.G. Ponekad se koriste trajni magneti, ali to ne dopušta podešavanje veličine magnetskog toka.
tip s istaknutim polom (a) i tipom s neistaknutim polom (b).
MMF uzbudnog namota po paru polova u načinu rada bez opterećenja može se odrediti kao zbroj komponenata MMF-a potrebnih za prevladavanje magnetskog otpora u odgovarajućim dijelovima kruga.
može se nazvati koeficijentom zasićenja magnetskog kruga u cjelini.
Sinusoidna raspodjela indukcije magnetskog polja potrebna za dobivanje sinusoidnog EMF namota statora osigurava se:
- u istaknutom polu S.G. oblik polova rotora (ispod sredine pola razmak je manji nego ispod njegovih rubova) i kosina statorskih utora.
- u neisturenom polu S.G. – raspodjelom namota polja po utorima rotora ispod sredine pola razmak je manji nego ispod njegovih rubova i kosina utora statora.
U višepolnim strojevima koriste se namoti statora s frakcijskim brojem utora po polu i fazi.
pobudna polja
Obično H.H.H. konstruirani su u relativnim jedinicama e0 i iBO, tj. trenutna vrijednost količina odnosi se na njihove nominalne vrijednosti
U isto vrijeme, ovisno o prirodi opterećenja, ti MMF-ovi mogu biti različito usmjereni jedan u odnosu na drugi, što mijenja prirodu njihove interakcije, a time i radna svojstva generatora.
Napomenimo još jednom da se utjecaj MMF namota statora F3F = Fa na MMF namota rotora FB naziva "reakcija armature".
U generatorima s neistaknutim polovima, zračni raspor između rotora i statora je ujednačen, stoga je indukcija B1 koju stvara MMF statorskog namota raspoređena u prostoru poput MMF F3F = Fa sinusoidalno, bez obzira na položaj rotora. i namota polja.
U generatorima s istaknutim polovima, zračni raspor je neravnomjeran i zbog oblika polova i međupolnog prostora ispunjenog bakrenim namotajima polja i izolacijskim materijalima. Stoga je magnetski otpor zračnog raspora ispod polova znatno manji nego u području međupolarnog prostora. Os pola rotora S.G. nazivaju uzdužnom osi d - d, a os međupolarnog prostora transverzalnom osi S.G. q - q.
To znači da indukcija magnetskog polja statora i graf njegove raspodjele u prostoru ovise o položaju MMF vala F3F namota statora u odnosu na rotor.
Pretpostavimo da se amplituda MMF namota statora F3F = Fa podudara s uzdužnom osi stroja d - d, a prostorna raspodjela ovog MMF je sinusoidna. Uzmimo također da je uzbudna struja nula Ivo = 0.
Radi jasnoće, na slici ćemo prikazati linearno skeniranje ovog MMF-a, iz kojeg se može vidjeti da je indukcija magnetskog polja statora u području polovnog dijela prilično velika, a u području međupolarnom prostoru naglo se smanjuje do gotovo nule zbog velikog otpora zraka.
Ako se maksimalna vrijednost MMF statora F3F = Fa podudara s poprečnom osi stroja, tada će uzorak magnetskog polja biti drugačiji, kao što se može vidjeti iz linearnog skeniranja MMF stroja.
