Синхронный бесконтактный генератор с возбудителем

 

Изобретение относится к электрическим машинам и позволяет генерировать выпрямленный ток стабильного напряжения при изменении нагрузки и частоты вращения вала генератора. Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение стабильности выходного напряжения. Устройство представляет собой сочетание бесконтактного самовозбуждающегося синхронного генератора с полупроводниковым выпрямителем и содержит статор 2 с трехфазной обмоткой 3, обмотку 5 возбуждения , соединенную с выпрямителем, установленным на валу машины, асинхронный возбудитель 6 с двумя статорными обмотками и роторной обмоткой. Асинхронный возбудитель 6 помимо пазов на своей внутренней поверхности имеет пазы на окружности среднего диаметра статора,разделяющие его на две концентрические части, причем внутренняя часть охватывается трехфазными согласно включенными тороидальными обмотками 10 и II, одна из которых соединена в звезду и подключена к фазам синхронного генератора, а вторая включена последовательно в рассечки фаз генератора. Наружная « (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

nmSUan 1 3

4 А1 (51) 4 Н 02 К 19 38

Kr l г.1О"-.1 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЩЬ .в01 Риг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4076476/24-07 (22) 11.05.86 (46) 23.01.88. Бюл. N 3 (72) М.М. Красношапка и Д.Е. Никифиров (53) 621. 313. 323 (088.8) (56) Лищенко А.И. Бесконтактные синхронные машины с автоматическим регулированием возбуждения. Киев .

Наукова думка, 1980, с. 224.

Патент ГДР У 103349, кл. Н 02 К 19/38, 1973. (54) СИНХРОННЫЙ SECKOHTAKTHbIA ГЕНЕРАТ0Р С ВОЗБУДИТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электрическим машинам и позволяет генерировать выпрямленный ток стабильного напряжения при изменении нагрузки и частоты вращения вала генератора.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и повышение стабильности выходного напряжения. Устройство представляет собой сочетание бесконтактного самовозбуждающегося синхронного генератора с полупроводниковым выпрямителем и содержит статор 2 с трехфазной обмоткой 3, обмотку 5 возбуждения, соединенную с выпрямителем, установленным на валу машины, асинхронный возбудитель 6 с двумя статорными обмотками и роторной обмоткой.

Асинхронный возбудитель 6 помимо пазов на своей внутренней поверхности имеет пазы на окружности среднего диаметра статора,разделяющие его на две концентрические части, причем внутренняя часть охватъ|вается трехфазными согласно включенными тороидальными обмотками 10 и 11, одна иэ которых соединена в звезду и подключена к фазам синхронного генератора, а вторая включена последовательно в рассечки фаз генератора. Наружная часть является магнитным шунтом, охваченным двумя согласно включенными тороидальными обмотками подмагничивания. Одна обмотка включена последовательно в цепь выпрямитель368946 ного тока нагрузки генератора. Вторая обмотка соединена с выходом регулятора напряжения, измерительный орган которого подключен к выходным клеммам вентильного генератора.5 ил.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным самовозбуждающимся вентильным генераторам, имеющим бесконтактную систему возбуждения, и может быть использовано преимущественно в системах автономного электроснабжения.

Цель изобретения — уменьшение габаритов, повышение стабильности выходного напряжения генератора.

На фиг. 1 представлена электрическая схема генератора с возбудителем; на фиг. 2 — магнитопровод статора асинхронного возбудителя с обмотками, поперечное сечение; на фиг. 3— асинхронный возбудитель, продольное сечение; на фиг. 4 — схема магнитных потоков, создаваемых обмотками; на фиг. 5 — схема и расположение одной из тороидальных трехфазных обмоток возбудителя.

Синхронный генератор с возбудителем содержит собственно синхрон— ный генератор 1, на статоре 2 ко.-ороro размещена трехфазная обмоткз 3, а на роторе 4 установлена обмотка 5 возбуждения генератора 1, асинхрон— ный возбудитель 6.

Статор 7 возбудителя 6 выполнен с расположенными один напротив другого с основными 8 и внутренними дополнительными 9 пазами, в которых размещены две тороидальные, расположенные концентрично, трехфазные обмотки 10 и 11, а в пазах 8 и на наружной поверхности 12 статора 7 размещены две тороидальные концентричные обмотки 13 и 14 подмагничивания . На роторе 15 возбудителя Ь выпол— иена трехфазная обмотка 16, которая через выпрямитель 17 подключена к обмотке 5 возбуждения, расположенной на том же валу. Одна трехфазная об2 мотка 10 возбудителя 6 подключена своими фазами последовательно и с обратным чередованием фаэ к обмотке

3 и соединена в звезду, другая трехфазная обмотка ll возбудителя 6 подключена к каналам фаз обмотки 10, а концами — к выпрямителю 18. Одна иэ обмоток 13 подмагничивания подключе1р на последовательно к выпрямителю 18, а другая обмотка 14 подмагничивания— к регулятору 19 напряжения, соединенному своим входом 20 с выходом 21 генератора 1. На роторе 4 генерато15 ра 1 может быть установлен постоянный магнит 22 для обеспечения самовоэбуждения.

Генератор работает следующим образом.

20 При холостом ходе по обмоткам 11 и 13 токи отсутствуют, а необходимый ток возбуждения генератора 1 индуцируется магнитным полем обмотки IO в обмотке 16 возбудителя.

Точная стабилизация напряжения осуществляется подмагничиванием ста— тора 7 током в обмотке 14, подключенной к полупроводниковому регулятору

19. Так как чередование фаз обмоЗ0 ток 3 и 10 синхронного генератора 1 и асинхронного возбудителя 6 разное, то магнитное поле последнего вращается в обратную сторону по отношению к полю генератора 1. Обмотка 16, жестко связанная с обмоткой 5, вращается навстречу магнитному потоку, поэтому частота ЭДС, наводимой в обмотке

16 ротора 15, определяется суммой скоростей вращения поля и ротора 15.

4О Под действием ЭДС обмотка 16 в обмотке 5 протекает выпрямленный ток, создавая магнитный поток возбуждения синхронного генератора 1. При коммутации нагрузки в обмотках 11 и 13

45 протекают токи, однако протекание

13689

35 тока по обмотке 13 практически не изменяет величины магнитного потока возбудителя 6.

Протекание же тока по обмотке

11 вызывает подмагничивание статора

7 постоянным током, что приводит к вытеснению части потока, создаваемого обмотками 11 и 10, в ротор 15 и увеличению тока возбуждения синхронного генератора 1. При коротком замыкании на выходе 21 генератора 1 происходит резкое уменьшение напряжения и тока в обмотке 10. Однако токи короткого замыкания, протекающие в обмотках 13 и 11, обеспечивают создание в возбудителе 6 рабочего магнитного потока, необходимого для поддержания требуемой кратности тока короткого замыкания. 20

При изменении частоты вращения вала машины регулировочная характеристика синхронного генератора 1 также изменяется. Наличие в схеме регулятора 19 и обмотки 14 обеспе- 25 чивает автоматическую подстройку с учетом изменения вида регулировочной характеристики синхронного генератора 1.

Таким образом, достигается автоматическая стабилизация напряжения на шинах генератора 1 при изменении нагрузки и частоты вращения вала ма— шины и обеспечивается требуемая кратность тока короткого замыкания. (Предлагаемый синхронный генератор с возбудителем по сравнению с известным позволяет обеспечить точную автоматическую стабилизацию напряжения генератора в функции тока нагрузки 40 и частоты вращения вала, исключает необходимость в отдельных дросселях и тем самым позволяет уменьшить габариты.

46 4

Формула изобретения

Синхронный бесконтактный генератор с возбудителем, содержащий статор генератора с трехфазной обмоткой, подключенной. к выпрямителю, обмотку возбуждения генератора, асинхронный возбудитель, на статоре которого в пазах магнитопровода размещены две трехфазные обмотки, фазы одной из них включены последовательно с фазами обмотки статора генератора, ротор асинхронного возбудителя с трехфаэной обмоткой, подключенной через выпрямитель к обмотке возбуждения генератора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения стабильности выходного напряжения генератора, он снабжен регулятором напряжения, двумя обмотками намагничивания, в магнитопроводе статора асинхронного возбудителя выполнены дополнительные внутренние пазы напротив основных пазов, обе трехфазные обмотки возбудителя выполнены тороидальными и размещены концентрично друг другу в основных и дополнительных пазах, вторая трехфазная обмотка асинхронного возбудителя своими фазами подключена к началам фаз первой трехфазной обмотки и к выпрямителю генератора, обмотки подмагничивания выполнены тороидальными и размещены в дополнительных пазах магнитопровода статора возбудителя и на его наружной поверхности концентрично, одна из обмоток подмагничивания включена последовательно с выпрямителем генератора, а вторая соединена с регулятором напряжения генератора, обе обмотки подмагничивания соединены согласно.

)368946

1368946

Составитель В. Трегубов

Редактор А. Козориэ Техред Д.Олийнык Корректор Л. Патай

Заказ 312/54 Тирах 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4