Генераторная установка
Использование: для бесконтактного возбуждения, в частности, вращающихся турбогенераторов, электромашинных преобразователей части асинхронизированных синхронных двигателей. Сущность: в генераторной установке, содержащей асинхронизировэнную синхронную машину вторичные обмотки возбудителя составлены по меньшей мере из двух многофазных обмоток 7, 8, электрические оси фаз которых относительно рабочих чисел полюсов смещены в одном направлении на углы, отличающиеся в два раза. Это позволит уменьшить потери и увеличить использование активных материалов. 8 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sr)s Н 02 К 17/44
ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОюзНМ.;1, >4, ЦН (I4 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
It
I
I
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4910004/07 (22) 12.02.91, (46) 23.06.93. Бюл. М 23 (71) Киевский политехнический институт им.
50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Специальное конструкторско-технологическое бюро Института электродинамики АН УССР (72) А.И.Антоненко. Е,А.Галиновская и
А.М. Галиновский (56) Авторское свидетельство СССР
М 465697, кл. Н 02 К 17/44, 1972, Авторское свидетельство СССР
М 668044, кл, Н 02 К 17/44, 1979. (54) ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА
„„ЯЦ„„1823089 Al (57) Использование: для бесконтактного возбуждения, в частности, вращающихся турбогенераторов, электромашинных преобразователей части асинхронизированных синхронных двигателей, Сущность: в генераторной установке, содержащей асинхронизированную синхронную машину вторичные обмотки возбудителя составлены по меньшей мере из двух многофазных обмоток 7, 8, электрические оси фаз которых относительно рабочих чисел полюсов смещены в одном направлении на углы, отличающиеся в два раза. Это позволит уменьшить потери и увеличить использование активных материалов. 8 ил.
I .! !
5 б. рг рз Ърг К ур
7 ! !
I !
I
l I
i5 !
1823089
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесконтоктного возбуждения асинхронных турбогенератороо, электромашинных преобразователей частоты, асинхронизирооанных синхронных двигателей и т,п, Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии.
На фиг. 1 приведена схема генераторной установки; на фиг, 2 — 7 — векторные диаграммы электродвижущих сил вторичных обмоток возбудителя; на фиг. 8 — схема включения частей вторичной трехфазной обмотки через переключатель на обмотку возбуждения.
Генераторная установка содержит асинхрониэированную синхронную машину
1 (фиг. 1) с многофаэными обмотками 2 на число полюсов 2pI, механически соединенный с валом возбуждаемой машины электромашинный возбудитель 3, снабженный переключателем 4. Первичные обмотки 5, 6 возбудителя выполнены на два рабочих числа полюсов 2р2 и 2рз, отличающихся на удвоенное число полюсов возбуждаемой машины: 2pz 2рз = 4pi.
Вторичные обмотки 7 и 8 выполнены многофазными и через переключатель 4 подсоединены к многофазным обмоткам 2 возбуждения. Обмотка 8 аналогична обмотке 7, но оси соответстоу1ощих фаз U no
I отношени1о к U, V no отношению к V u W
I 1 по отношению к W смеще11ы на угол а относительно одного, например, меньшего числа полюсов 2рз и на угол 2 а относительно другого, например, большего числа по110сов 2р, Каждая иэ вторичных многофаэных обмоток возбудителя может быть выполнена иэ двух эквивалентных гальоанически не связанных частей 9, 10 (фиг. 8) при встречном включении катушек относительно за>кимов фаз в одной части и о другой.
Первичные обмотки возбудителя подсоединены к источнику напряжения заданной частоты с таким чередованием фаэ, при котором возбуждаются вращающиеся в разные стороны магнитные поля с числами пар полюсов р и рз. Угловые скорости этих полей обозначены ар и в з(фиг. 1). Вторичные обмотки 7, 8 перемещаюгся относительно первичных обмоток 5, 6 с угловой скоростью
or в ту же сторону, что и вращающееся магнитное поле с большим числом пар полюсов
pz. Причем угловая скорость о перемещения вторичных обмоток возбудителя относительно первичных больше угловой скорости в 2 вращающегося магнитного поля с большим числом полюсоо. Иэ-за этого
55 оба вращающихся магнитных поля первичных обмоток с числами полюсов 2рр и 2рз вращаются относительно вторичных обмоток в одну сторону (протио направления перемещения вторичных обмоток относительно первичных).
Оси фаз U, V, W обмотки 7 и фаз U, VI, W 8 образуют многофаэную систему с пряI мым чередованием фаз относительно числа полюсов 2р2 и такую же многофаэную систему с обратным чередованием фаз относительно числа полюсов 2рз. Поскольку относительно вторичных обмоток магнитные поля с числами полюсов 2pz и 2рз вращаются в одну сторону, то наведенные ими
ЭДС также будут отличаться порядком следования фаз (фиг. 2 и фиг. 3 для обмотки 7, фиг, 5 и фиг. 6 для обмотки 8). В каждой из фаэ обмоток 7 и 8 будут действовать суммарные ЭДС, наведенные обоими полями с числами полюсов 2pz и 2рз. На фиг. 4 показаны вектора результирующих ЭДС фаз U, V u W обмотки T. Поскольку суммарные ЭДС получены в результате сложения ЭДС в разным порядком следования фаз, то на зажимах обмотки 7 оказывается однофазное напряжение, действу1ощее по оси фазы U.
Аналогичный результат сложения ЭДС. наведенных обоими полями с числами полюсоо 2р и 2рз, будет и в фазах обмотки 8.
Однако иэ-эа смещения осей фаз обмотки 8 по сраонени1о с осями соответствующих фаз обмотки 7 на угол а относительно меньшего числа пол1осов 2рз и 2 а относительно большего числа полюсоо, однофазное напряжение обмотки 8 отличается по фазе от однофазного напряжения обмотки 7 на угол
1,5 а и действует по другому направлению (фиг. 7).
Для двух многофаэнь1х вторичных обмоток целесообразно принимать a = 180 . Тогда фазы суммарных ЭДС обмоток 7 и 8 будут отличаться на 1,5 а = 270 и действовать по взаимно пер пенди куля рн ым направлениям.
Для трех многофазных вторичных обмоток целесообразно принимать а= 80О, Тогда фазы суммарных ЭДС каждой иэ обмоток будут отличаться на 1,5 a = 120 и действовать по трем, расположенным симметрично, направлениям.
Поскольку однофаэные ЭДС вызывают и однофаэные токи с такой же разницей фаэ, то суммарное действие этих токов всех обмоток эквивалентно многофаэной реакции вторичных обмоток и дает лишь согласованно врагца1ощиеся поля с числами полюсов
2рг и 2рз. благодаря такой реакции вторичных обмоток устраняются паразитные обратно вращающиеся поля с рабочими
1823089
Ег и и
Фиг. 2 числами полюсов, наводимые ими системы
ЭДС в первичных обмотках и соответствующие им токи. Это приводит к уменьшению потерь электроэнергии и уменьшению расхода материалов, 5
При выполнении каждой из вторичных многофаэных обмоток возбудителя из двух эквивалентных гальванически не связанных частей 9 и 10 (фиг. 8) со встречным включением катушек соответствующих фаэ частей 10 обеспечивается протекание токов как по частям 9, 10 вторичных обмоток возбудителя так и по обмоткам 2 возбуждения на протя-. жении всего периода. При действии пульсирующей ЭДС в направлении оси фазы U I5 включаются соответствующие ключи 11, 18, 19, 15, 16, 20, которые обеспечивают протекание токов по обмоткам 2 возбуждения в одном направлении на протяжении всего периода при переменной ЭДС и токах в 20 обеих частях обмоток возбудителя.
При изменении угловой скорости перемещения вторичных обмоток возбудителя относительно первичных изменяется направление действия однофазной ЭДС, 25 включаются ключи соответствующие новому направлению действия этой ЭДС, изменяется направление оси результирующих ампер-витков обмоток 2 возбуждения, благодаря чему скорость вращения создавае- 30 мого обмотками 2 возбуждения магнитного поля возбуждаемой машины поддерживается неизменной.
Благодаря тому, что токи по обмоткам протекают в течение всего периода улучша- 35 ется использование активных материалов возбудителя, что равнозначно уменьшению расхода материалов.
Формула изобретения
Генераторная установка. содержащая 40 асинхрониэированную синхронную машину с m>-фаэной статорной обмоткой и mz-фазной обмоткой возбуждения на роторе, на валу которого установлен возбудитель с первичными m>-фазными обмотками, выполненными на два числа пар полюсов, связанных с числом пар полюсов статорной обмотки асинхронизированной синхронной машины соотношением 2р1- p2 - рз и соединенными между собой параллельно с обратным чередованием фаэ, и m2-фазными вторичными обмотками, выполненными аналогично первичным обмоткам и соединенными между собой последовательно с обратным чередованием фаз, выводы одной вторичной обмотки объединены, а другой вторичной обмотки через тиристорные переключатели соединены с выводами обмотки возбуждения асинхрониэированной синхронной машины, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь электроэнергии, асинхрониэированная синхронная машина снабжена дополнительной
mz-фазной обмоткой возбуждения, а возбудитель — двумя дополнительными вторичны-ми mz-фазными обмотками с указанными числами пар полюсов, соединенными между собой аналогично основным m2-фазным вторичным обмоткам возбудителя и через дополнительно введенные тиристорные переключатели подключенными к дополнительной mz-фазной обмотке возбуждения асинхронизированной синхронной машины, причем оси основной и дополнительной
mz-фазных вторичных обмоток с одним числом пар полюсов сдвинуты между собой на заданный угол, а оси основной и дополнительной mz-фазных вторичных обмоток с другим числом пар полюсов — на угол, равный удвоенному заданному углу, определяемому количеством вторичных обмоток, где р1 — число пар полюсов асинхронизированной синхронной машины; рг и рз — числа пар полюсов пц-фаэных первичной и вторичной обмоток возбудителя, p2 > p3, 1823089
Фиг. 7
Составитель А.Головченко
Техред М,Моргентал Корректор Н.Милюкова
Редактор
Заказ 2184 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
