Преобразователь частоты

Авторы патента:

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

Союз Советских

Социалистических

Реснубпик

ОЛ ИСжн ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ä)710096 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.04.77 (21) 2479301/24-07 с присоединением заявки,%вЂ” (23) Приоритет (Я)м. К. .

Н 02 К 47/26

3Ьоуднрственный квинтет

СССР ю лелем изобретений н открытий

Опубликовано 15,01.80. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 25.01.80(53) УДЫ, 621314, .261 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Красношапка и Д. M. Красношапка (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области преобразования промышленной частоты переменного тока в повышенную частоту и может быть использовано на заводах и в проектных организациях, проектирующих и изготавливающих электромашинные преобразователи частоты для раз5 личных отраслей производства и специальной техники.

Известны двигатель-генераторные преобразователи, состоящие из трехфазного асинхронного

10 или синхронного двигателя и синхронного генератора с собственным возбудителем или с независимым возбуждением, а также преобразователи, состоящие из трехфазного асинхронного или синхронного двигателя и асинхронного пре1в образователя (1) .

Недостатками двигатель-генераторных преобразователей частоты являются большая установленная MoUlHocTb мантии, большие масса и габариты, невысокий КПД из-за двукратного преобразования всей мощности.

Кроме того, известен преобразователь частоты, состоящий из электрического двигателя с трехфазной якорной обмоткой и асинхронной машины с трехфазной индукторной и трехфазной якорной обмотками (2) . Этот пр образсватель имеет круто падающую внешшаю харак ° теристику и, следовательно, нестабильное напряжение при изменении нагрузки и низкие массо- габаритные показатели.

Цель изобретения вЂ” стабилизация выходного напряжения и улучшение массо-габаритных характеристик преобразователя.

Это достигается тем, что трехфазная якорная обмотка двигателя соелинна по человательно с трехфаэной индукторной обмоткой. асинхронной машины.

На чертеже показан преобразователь частоты, содержащий ротор 1 явнополюсного синхронного двигателя с пусковой (демпфсрной) обмоткой в пазах полюсных наконечников, статор

2 синхронног0 двигателя с гремя отде:IhHblMH фазными обмотками, соединенными пос:гедовательно с фазами трехфазной стагорной обмотки асинхронной маивгны, статор 3 асинхронной машины с трехфаэной обмо|кой, 1н77017 4 асинхронной машины с трехфазной обмоткой и контактными кольцами, конденсаторы 5, вклюз

"1 чаемые на выходные зажимы преобразователя с целью повышения его cosy> и КПД трансформатор тока б, питающий через полупроводниковый выпрямитель 7 на выходе трансформатора тока основную управляющую обмотку автоматического регулятора выходного напряжения (PH) 8, измеритель 9 частоты, питающий корректирующую цепь РН, сспротивление

10, включаемое в цепь обмотки возбуждения синхронного двигателя при асинхронном пуске, коптактор 11, переключающий обмотку возбуждения синхронного двигателя. и сопротивления 10 на РН по окончании асинхронного запуска.

Постоянство частоты на выходе преобразова; теля обеспечивается за счет применения син--хроипого двигателя, а ее значение 1, определяется чередованием фаз и соотношением чисел пар полюсов синхронной и асинхронной маmHH:

10096 4 (О„=U 0 1, причем с увеличением нагрузки преобразователя неравенство возрастает.

Так как фазные токи синхронного двигателя и статорной обмотки асинхронной машины (соединенной в,4,) одинаковы, то магнитные системы и числа витков соединенных последовательно обеих обмоток должны быть рассчитаны так, чтобы электромагнитный момент синхрон10 ного двигателя при максимальной расчетной нагрузке преобразователя был бы примерно на

19% больше электромагнитного момента асинхронной машины.

В- общем случае, с учетом соотношения чи15 сел пар-полюсов обеих машин, соотношение их расчетных напряжений можно определить на основании равенства

/Uc d а.м. вЂ” вЂ” =11 вЂ”

/(1а.м1 1 с.д

I )(> =i,os(u, j ра.ь вЂ” +1

7с д

40 где f частота питающей сети;

Ра м вЂ” число пар полюсов асинхронной машины;

Р - вЂ” число пар полюсов синхронной машины, Знак "вЂ”" соответствует согласному направлению вращения ротора и поля статора асинхронной маипгны, а знак "+" вЂ” встречному нацравлению вращения ротора и поля.

Стабилизация (регулирования) выходного напряжения преобразователя обеспечивается за счет каскадного соединения первичных (статорных) обмоток асинхронной и синхронной машин и соответствующего изменения тока возбуждения синхронной машины. При изменении тока возбуждения синхронной машины происходит перераспределение напряжения сети, цриложенного к трехфазным обмоткам синхронной и асинхронной машин. Кроме того, при изменении нагрузки на выходе преобразователя происходит изменение активной составляющей тока. в первичных обмотках синхронной и асинхронной машин вследствие изменения угла мощности (О) синхронного двигателя, что также вызывает изменение магнитного потока асинхронной машины и способствует стабилизации выходного напряжения.

Напряжение сети U> равно геометрической сумме напряжений на обмотках статоров 2 и 3

Точность стабилизащ и выходного напряжения преобразователл определяется чувствительностью регулятора тока возбуждения синхронной машины. PH может быть выполнен на магнитных или полупроводниковых элементах с высоким быстродействием. Для улучшения динамических характеристик процесса стабилизации выходного напряжения преобразователя при изменении нагрузки в РН используется положительная обратная связь. по току нагрузки.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, состоящий из электрического синхронного двигателя с трехфазной якорной обмоткой и асинхронной машины с трехфазной индукторной и трехфазной якорной обмотками, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью стабилизации выходного напряжения и улучшения массо-габаритных характеристик преобразователя, трехфазная якорная обмотка двигателя соединена последовательно с трехфазной индукторной обмоткой асинхрон ной машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CHIA N 3237065, кл. 322 вЂ” 16, 1966.

2. Рихтер Р. Электрические машины. т. 4, ГОНТИ, М.вЂ” Л., 1939, с. 353 вЂ” 354.

710096

u<,S *enee3

А 81 С

Составитель Е. Кецарис

Редактор Т. Юрчикова Техред З.Фанта Корректор В. Синицкая

Заказ 8772/51 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Электромашинный преобразователь частоты // 420059

Одноякорный асинхронный бесконтактный преобразователь частоты // 148847

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

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.