Форма фазного напряжения и работа выпрямителя индукторного генератора.

Обычно в индукторном генераторе ширина зубца статора и ротора одинакова. В этом случае зависимость магнитной проводимости в воздушном зазоре от времени имеет форму близкую к трапеции.

Таким образом, форма фазной ЭДС индукторного генератора далека от синусоиды. Причем часть периода ЭДС вообще равна нулю. В трехфазном генераторе этот промежуток времени равен , а в пятифазном – .

Так как зависимость электродвижущей силы фазы генератора от угла поворота его ротора (в электрических градусах) является периодической, то ее можно разложить в ряд Фурье. Тогда для любой гармоники трехфазного генератора, имеющего форму фазного напряжения, показанную на рисунке 13.1 можем записать:

(13.1)

где – номер гармоники;

– амплитудное значение ЭДС соответствующей гармоники.

Рисунок 13.1 – Форма фазного напряжения индукторного генератора.

Для первой гармоники Е₁=0,48Е₀. Для второй гармоникиЕ₂=0,32Е₀. Отсюда видно, что амплитуда второй гармоники составляет более 50% от амплитуды первой гармоники. Это свидетельствует о сильных искажениях фазного напряжения.

В качестве выпрямителя в индукторном генераторе, как и в генераторе с клювообразным ротором применяется трехфазный выпрямительный мост.

Особенность работы выпрямителя индукторного генератора состоит в том, что выпрямляемое им напряжение далеко не синусоидально. Временные диаграммы фазных и выпрямленного напряжений индукторного генератора приведены на рисунке.

Верхние диаграммы демонстрируют форму фазных напряжений. Каждое из фазных напряжений состоит из полуволны положительных мгновенных значений и полуволны отрицательных мгновенных значений. Каждая полуволна имеет длительность одну треть периода. Остальную одна треть периода фазные напряжения имеют нулевые значения. Напряжения разных фаз сдвинуты друг относительно друга также на одну треть периода.

Выпрямленное напряжение генератора в каждый момент времени формируется как разность положительного и отрицательного напряжения фаз. Как видно из нижней диаграммы рисунка 13.2, имеют место провалы выпрямленного напряжения до нуля, так как все мгновенные значения фазных напряжений в моменты времени соответствующие углам кратным 120градусов равны нулю. За один период (то есть 360 градусов) выпрямленное напряжение имеет три пульсации. Величина пульсаций выпрямленного напряжения индукторного генератора на практике немногим меньше величины амплитудного значения выпрямленного напряжения огромны по сравнению с пульсациями напряжения в клювообразном генераторе.

Рисунок 13.2 – Диаграммы фазных и выпрямленного напряжений.

На этом рисунке приняты следующие обозначения:

– амплитуда фазного напряжения;

, , – фазные напряжения генератора.

Поэтому пульсации выпрямленного напряжения индукторного генератора намного больше по величине, чем у генератора с клювообразным ротором. Кроме того, у клювообразного генератора за период будут иметь место шесть пульсаций выпрямленного напряжения, а не три, как у индукторного генератора. Таким образом, у индукторного генератора частота пульсаций выпрямленного напряжения в два раза меньше, чем у генератора с клювообразным ротором, а амплитуда пульсаций - больше и поэтому выходное напряжение индукторного генератора сложнее фильтровать. Поэтому качество напряжения индукторного генератора хуже, чем у генератора с клювообразным ротором.