Роторный генератор

Из предыдущего параграфа следует, что для увеличения тока зарядки, а значит и величин напряжения, следует увеличить скорость движения ленты. Поскольку для гибких лент эта скорость ограничена ~ 30 м/с, дальнейшее увеличение скорости движения возможно при замене гибкой ленты на жесткую. В роторных генераторах вместо гибкой ленты применяют жесткий барабан из изоляционного материала. Такую конструкцию можно рассматривать как сочетание электрофорной машины и генератора Ван де Графа. Принципиальная схема роторного (барабанного) генератора с двумя парами полюсов показана на рис.2.5.

При изменении количества полюсов мощность остается неизменной, а ток пропорционален числу полюсов. Устройства для коронной зарядки 3 и съема заряда 4 представляют собой промежутки типа острый коронирующий электрод—плоскость (индукторный электрод). Индукторные электроды жестко закреплены на изоляционном статоре 1. Материал статора 1 обладает электропроводностью, которая гарантирует однородное распределение потенциала между заземленными и высоковольтными электродами индукторов. Подходящим материалом является обыкновенное хорошо обработанное стекло. Вокруг статора 1 вращается ротор 2 из изоляционного материала, причем воздушный зазор между ротором и статором равен примерно 0,3 мм. Коронирующие электроды (пластины) неподвижны и закреплены в генераторах на изоляционном каркасе. Напряжение возбуждения u ₁ регулируется в зависимости от значения выходного напряжения U _ВН. Очевидно принципиальное отличие такого генератора от ленточного: механическая осевая симметрия конструкция, которая состоит из прочных материалов и позволяет получить высокую частоту вращения барабана (скорость до 45 м/с) без заметного износа деталей, и поэтому становится возможной длительная непрерывная работа. Барабан может иметь ширину несколько десятков сантиметров. При большом числе полюсов получаются токи до 10 мА. Однако напряжение, зависящее от диаметра барабана и числа пар полюсов, ограничено, так как нельзя беспредельно увеличивать диаметр барабана. Таким образом, рабочий диапазон напряжений роторного генератора составляет от 50 до 750 кВ, причем верхняя граница достижима только при закрытом исполнении генератора с газом (в большинстве случаев азотом) под давлением. Удельная мощность на единицу площади активной поверхности барабана может достигать нескольких ватт на один квадратный сантиметр.

Дата добавления: 2014-01-07