Электромашинный преобразователь частоты

Авторы патента:

H02K47/26 - работающие как асинхронные машины, вращающиеся с несинхронной скоростью, например каскадные агрегаты, состоящие из асинхронной и синхронной машин

(11)

И ЗОБ РЕТЕ.Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от явт. сзпдетелhcòâÿ (22) Заявлено 09.11.71 (21) 1712699/24-7 (51) Ч.Кл. Н 021(47/26

ПРГ!СОЕД:, -Ie;1)IC× ЗЯЯВК ., ЕвЂ”

Государственный камитет

Саеета Министрае СССР аа делам изобретений и аткрытии (З2) ПриоритетвЂ”

Опубл)!Новян.) 15.03.1974. 1)юллстснь М 10

Дата оа!убликовяllli51 .))1:!сания 10.09. -1 (,)8) УД1(621,314.24 (088.8) (72) Ла)тор!>! изс!бретения

В. В. Варлей, В. Н. Куликов и А. А. Ф((рбовский

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (04) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относитсе! к электро !11111)IIIIII)1)l преобразователям переменного нагпряжен !5I в переменное напряжение повышенной частоты.

Известны электромашииные преобразователи частоты, состоящие из асинхронного дв!i)ятеля и магнитоэлектрпчсского генератора, в»Лы которых механически соединены. П)редсг!1,иое значение частоты выходноГО ня прягкснп5! таких преобразователей Ограничивается ряц:i ональньгм числом пар полюс()з гснсрят()р(! скоростью двигателя.

Целью изобретения являстся увеличен:ic предельной частоты выходного:)я!гp515кенпя.

Эта цель достигается тем,. что в предложенном преобразователе асггнхронпый двигатель и c!!H))ðoííh!é генератор выполнены с кятяпц)иися роторами. В результате такого вы;!олнеппя 1!рсобряЗОВятеля вращательное двпжен))с ротора асинхронного двигателя преобразуется в поступательное движение повышенной частотой ротора синхронного генератора, !т(! приводит к повьппенпю. предельной частоты преобразовялгел я.

I11I фиг. 1 изображен (пшсывяемый преооразователь в продольном разрезе; ня ф;!г. 2вЂ” то же в i!Opcpечном разрезе.

13оторы аспнх(ронного элсгстродги!гателя 1 и синхронного генератора 2 укреплены на общем валу ), об(разуя ротор преобразователя. Диаметры pBOTo÷êil двигателя и генератора могут быть в Оощ и случае нс разны. Гс!!сряторн()я I3cTh ротора-преобразователя cocTo!IT пз постоянного магнита .1, намягн.!÷åíínãî в осевом направлен:ш и оздаюшегo уншаолярный НОток в зазоре гснер;)тор)1,:! торцегых магнптопроводот) ). набран:-!ых нз листов электротехнической TH,I.I. Под действием пол51 магнита ,!) ОТOP П P(. ООР;13ОВЯТЕЛ 51 )IP)I.К(IТ К i ТЯТОРМ, )(. ;Одя 3 зяце..пение сво:!м:i кят)кямп 6 няlI Pc! В 1 5110111. I)1 il КО 1 ЬЦЯ)!1! /, Н

7 стяторс:): прп этом активные повсрхностп

poT,)p3 Ilo конструктпl)ным iообряlipilliям 1!(;10.1жны Опр:)кясятьс51.

3 я не:!,ч с и ! с и 0.11 е 1) х н О; т с и 0 о и;1 т ьгв я н и 5I жст оыть зубчатым л)!бо ф(рп)ицп(:нньгм.

Вел.дс) впс эксцентрпчсског.) i);1;,.in,ложенп>! ротаря в ра To÷êc поле постоянногi) магнита в,язорс ге!Icpàòoðp неравно.(!срно: !Ill iчкцп51 максимальна в месте мпн;!мяльпого 3;130!ра

2О уменыпястся НО нянря . лани!о к )I;I! c)1)iaabiloМ i 3:13OD C.

В пазах ротора 1 двигателя р()сположе я короткоз ям н ут)15! обмо p) ;I. Якорная об(а! От1 Я 9 1)п)Г Я те,1 Я )I I IOI 0(f);I 3 II Я Я, с ос Р сдоточс I Iняя пл.l распределенная. Якорная обмотк;1

reIIcp;ITup;I рязме!ценя ня I!!COT!l стержнях 1() и II,llo Ic !я по двухполюсной трехфязноп

С Х С Л1 (. ., 0 Д Н Я К О O I I H М О Ж С Т 0 Ь! Т Ь 13 bl I I 0,1 Н Е Н Я i ( распределсч)ной с л)ооь)м числом фяз и 11п30 л!Осов.

420059

1О

Прсдпмег из,брсте;(1!я

7 6

5 4 2 3 4

Фиг. 1

Фиг. 2

Cf>el

1, (Hl,lo» г . Лп>ронова Техр д A. Камышникова,оррс..1о(.:;>l:и; 30(>0 1(в>Л. Лв 140! Тираж 722 По!>it!i о ,1!. II t11 . Ро Гдг>рств,i;lit>l ко(ив г (8 Совета Мпппс гров СССР по дела>и паог>реге!(пй и от(грытий

Москва, W.-35, 1даушская ггаб., д. 4/5

Си л. !ill. Кост(>о (ского ъпо>авг!еп((и ff t foò(ffút òtt подггг>>:t>I>tttt t> ">ttt t> ва ". >г >и. ы

Работает преобразователь следу(ощим образом, При подключении напряжения к обмотке 9 двигателя ротор его, а следовательно, и ротор преобразователя, придет под .действием в!ращающе(гося магнитного поля об>мот(си л>витателя во вращение вокруг своей оси с подсинхронно(! скоростью (tIf> = (йдв (1 вЂ” в) (1) где со вЂ” синхронная скорость вращения поля двигателя, S вЂ” скольжеп,ие.

Поскольку ротс(р преобразователя и статор

СВЯЗаНЫ МЕХаиивЧЕСКЛ ПОСРЕДСТВОМ 1>O(iePX»Oстей обкать(>вания, вращение ротсра будет сопровождаться обкатыванием им статора.

Точка контакта поверхностей обкатыва будет .перемещаться по поверхности па>правляющих колец со скоростью, значительно п>ревышающсй скорость вращения ротора вокруг своей оси. (йг = (одв (1 вЂ” S) 4 (2) где (вЂ” коэффициент редукции иа поверхностях качения, равный (!):

lк

/, .l, (З ) для зубчатогo, и

{i„.

Ъ>,:- - 4), > (Зб) для ф>рсикцио!(((ОГО зацепления.

В равенствах (За, Зб) Лв, Z.. вЂ” числа зуоьев катка и направляющей; D, D вЂ” диаметры поверхностей Обкатывашш.

T0É жс скс!(оост!>10 (си б >дет ((среме>(цатьс!I, минимальный зазор ме кду поверхностями иидуктора и расточки стасрора генератора, следовательно, со скоростью (о будет перемещаться по расто >жс Гел(е>ратора максимум поля возбуя(дев((я. Г1рп этом и Обмотке 8 гснсратора 1(аподсгся э.:!. с., частота измене(и(я

l(0T Î P 0((, 0 >(С гп г(Д(! О, P а (II H: гвг Рг в>дв {1 вЂ” Я) г Рг где P вЂ” число пар полюсов обмоткся якоря генератора. Поскольку

5 2-.. /дв (идввЂ” дв где (дв вЂ” частота сети, питающей обмотку двигателя, Р . вЂ” число пар полюсов обмотки 7, то нз (4) следует:

Rt.

ff вЂ” гдв р (1 S)I. (5)

if в

Если принять

Р =Р, 5 =-- 0, 15 то в реальном диапазоне изменения коэффициента редукции

-/> вЂ” 2Д -: 1 {1{){1.

4 дв

Таким образом, частота изменен IH наоря20 жения на зажимах генератора значительно превосходит частоту сети, питающей двигатель преобразователя, и т(ри / =50 а(1 может составить десятки килогерц.

Обмотка якоря гссператора выполняется малым числом пар по !loco(4 (Р=1,2), с нсобход((мым укорочением и распределением. Это позволяет обеспечить удовлетворительную форму кривой напряжения в широком диапало зоне ((змег!ения вел>ш;(ны и xHpH,(TOT)H нагрузки.

Электромашпт(ный преобразователь г(((ст оты, состоящий из асинхронного двигателя и (>(агп((ТОЭЛЕКТ>РП>(ЕСКОГО ГC!IPP;!ТОРа. OT.Ø×ØÎ. и{4444ся тем, что, с целью повышен;(я !(редсльПОЙ t!HСТОТЫ ВЫХО>ДI(ОГО IIH((РЯЖЕ((ПЯ, ."(ВИГатель II Гс(!СР(lтОР вы!!О I!IH;!11 с катЯп(:I дl((сЯ 1)o торами.

Асинхронный преобразователь частоты // 148846

Асинхронный преобразователь частоты // 131403

Асинхронно-синхронный двухчастотный генератор // 2313889

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автономных электроустановках

Автономный источник трехфазного напряжения стабильной частоты // 2321145

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автономных источников питания, требующих стабильной или регулируемой частоты выходного напряжения при переменной частоте вращения вала

Управляемая двухмерная электрическая машина // 2332774

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на один (механический) вход машины, и электрической энергии постоянного тока, одновременно подаваемой на другой ее вход (электрический), в суммарную электрическую энергию переменного тока

Двухмерная электрическая машина-генератор // 2332775

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на один (механический) вход машины, и электрической энергии постоянного тока, одновременно подаваемой на другой ее вход (электрический) в суммарную электрическую энергию переменного тока

Синхронный генератор-компенсатор и способ его работы // 2348097

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в параметрических машинах в электроэнергетике в качестве электрогенераторов и электродвигателей, например, на электростанциях

Каскадный синхронно-асинхронный генератор // 2453971

Изобретение относится к области электротехники, в частности к таким электрическим машинам, как электрические гидро- и ветрогенераторы, то есть к генераторам с малым числом оборотов ротора в минуту

Электрическая машина переменного тока // 575738

Преобразователь частоты // 710096

Короткозамкнутый ротор каскадной синхронно-асинхронной электромеханической системы // 2536176

Изобретение относится к электротехнике, к таким электрическим машинам, являющимся генераторами с малым числом оборотов, например, в ветро- и гидроэнергетике, или бесконтактным электродвигателям с переключаемым числом оборотов. Технический результат состоит в повышении технологичности изготовления ротора и повышении ее надежности. Роторная обмотка каждой ступени каскада выполнена в виде многофазной звезды, замкнутой с одного из торцов ступени. Противоположные концы обеих звезд соединяются крест-накрест так, чтобы их последовательность фаз была противоположной. 2 ил.

Бесконтактный многофазный генератор переменного тока // 2633374

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам переменного тока. Технический результат состоит в улучшении массогаборитных показателей и упрощении изготовления. Бесконтактном многофазный генератор переменного тока содержит корпус, подвозбудитель, состоящий из аксиальных постоянных магнитов индуктора подвозбудителя и аксиального магнитопровода, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря подвозбудителя. Возбудитель состоит из магнитопровода с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя, подключенной к многофазной обмотке якоря подвозбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель. Основной генератор состоит из магнитопровода с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора, подключенной к многофазной обмотке якоря возбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель. Магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора установлены на одном валу, закрепленном в переднем и заднем подшипниковых узлах. Аксиальные постоянные магниты индуктора подвозбудителя жестко закреплены на валу посредством первого диска. Корпус разделен на переднюю, заднюю и среднюю секции. Передняя и средняя секции выполнены в форме усеченных конусов с различными углами раствора. Задняя секция выполнена цилиндрической. Внешнее основание задней секции образовано крышкой корпуса, на внутренней поверхности которой закреплен многофазный двухполупериодный выпрямитель, а в центре установлен второй подшипниковый узел. Основание средней секции совпадает с внутренним основанием задней секции, а усеченная часть средней секции совпадает с основанием передней секции, при этом магнитопровод с однофазной обмоткой возбуждения основного генератора и магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора выполнены в форме усеченного конуса. Магнитопровод с однофазной обмоткой возбуждения возбудителя и магнитопровод с многофазной обмоткой якоря возбудителя выполнены радиальными. 2 ил.