Бесколлекторная машина постоянного тока
Точнее, это электрическая машина постоянного тока с коммутацией в магнитной цепи. Индуцирование постоянной ЭДС происходит несколько иначе , чем в униполярном генераторе , так как магнитная система статора переполюсовывается, тем не менее активные проводники якоря всегда пересекают линии одного и того же полюса. Сам статор с небольшими изменениями взят от промышленного униполярного генератора, а в качестве якоря выступает якорь машины постоянного тока , но с одной катушкой и с токосъёмными кольцами.
Заранее прошу прощения , но мне пришлось нарисовать статор и комплект якорь-индуктор отдельно. Статор- это обычный алюминиевый корпус , в котором заложены по периметру продольные (обратите внимание: радиально-продольные, а не поперечные , как обычно) пластины магнитопровода. Эти пластины должны быть лакированы и перемежаться диамагнитными вставками, чтобы пропускать магнитный поток только вдоль оси машины.( Как и в промышленном УГ). Конфигурация внутреннего пространства - абсолютный цилиндр без всяких пазов.
На немагнитном валу напрессованы последовательно с небольшим промежутком якорь и индуктор. Якорь представляет собой практически якорь обычного генератора постоянного тока , но имеющий только одну катушку, выводы с которой подсоединяются к токосъёмным кольцам. . Особенностью является то , что якорь не круглый, а имеет срезы по краям для того , чтобы магнитный поток проходил только диаметрально.
Индуктор , как видно из рисунка, также прост по конструкции. Тоже имеет срезы по краям , и на эти срезы намотана намагничивающая катушка. Всё как в роторе синхронного генератора. Впрочем , возможен и вариант с обычным магнитом. В отличие от якоря , индуктор имеет уширение по краям в виде ласточкина хвоста на цилиндрической поверхности.. Это предусмотрено для того , чтобы намагничивание продольных пластин начиналось раньше , чем под эту пластину подбежит край якоря. Этой фразой я практически объяснил работу моей машины.
Итак, как работает мой генератор. Двухполюсный индуктор создаёт магнитное поле , силовым линиям которого остаётся только один путь: перейти через зазор в продольные пластины статора и намагнитить их, создав двухполюсный магнит напротив якоря. Вся изюминка конструкции в том , что хотя магнит-индуктор вращается , но создаваемое им поле становится неподвижным , перейдя на пластины статора. Вращаясь якорь проводниками своей катушки пересекает это неподвижное для него магнитное поле , в результате в катушке индуцируется постоянная ЭДС. Так как якорь и индуктор жёстко закреплены на валу , то якорь постоянно будет пересекать одно и тоже направление магнитных линий, создаваемое индуктором.
Поскольку катушка якоря может иметь большое количество витков , то и ЭДС , подчёркиваю, постоянная ЭДС, может быть получена любой величины.
А вот в самом статоре магнитное поле будет менять своё направление дважды за оборот, поэтому так важно набирать магнитопровод статора из изолированных пластин для уменьшения токов Фуко.
Итак, в результате симбиоза униполярного генератора , маш.пост. тока и ротора синхронника решена задача получения высоковольтного постоянного напряжения без коллектора , имея только кольца. Правда, ценой удвоения массы на единицу мощности, но с экономией дорогой меди.
