Устройство демпфирования поля пазового рассеяния электрической машины

 

1. УСТРОЙСТВО ДЕМПФИРОВАНИЯ ПОЛЯ ПАЗОВОГО РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАМИНЫ, содержащее обмотку и конденсатор , отличающееся тем, ,что. с целью увеличения мощности за счет увеличения эффективности демпфирования поля пазового рассеяния, одни стороны обмотки распределены - по ширине паза на его основании, а другие стороны разделены на части, уложенные в углублениях, на противоположных боковых поверхностях паза, при .этом угол между осями данных частей обмотки равен 2ct, Де tQjaC 0,5b/h; Ъ- ширина паза; -hвысота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обмотки подсоединены к конденсатору. (Л со го О1 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

g(5g Н 02 К 3/20..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3482451/24-07 (22) 20.08.82 (46) 30.07.83. Бюл. Р 28 (72) В.Т.Караваев

1 (71) Кировский политехнический институт (53) 621.313.3221088.8)

1 (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 141925, кл. Н 02 К 3/20 1959 °

2. Авторское свидетельства СССР

9 146381, кл. Н 02 К 3/20, 1960.

3. Толкунов В.П. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. И., Энергия, 1979, с. 105106 рис. 5-3.

4. Авторское свидетельство СССР

Ф 811414, кл. Н 02 К 3/20 1979.,.Я0.„1О A (54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЕМПФИРОВАНИЯ

ПОЛЯ ПАЗОВОГО РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ИАИИНЫ, содержащее обмотку и конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью увеличения мощности за счет увеличения эффективности демпфирования паля пазового рассеяния, одни стороны обмотки распределены по ширине паза на его основании, а другйе стороны разделены на части, уложенные в углублениях, на противоположных боковых поверхностях паза, при этом угол между осями данных частей обмотки равен 2d, где

kqoL=0,5Ь/b; Ь - ширина пазах *высота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обмотки подсоединены к конденсатору.

1032530

3. Устройство по п.1, 0 r л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расшмрения предела компенсации пазового рассеяния и уменьшения высших гармоник ЭДС, к частям обмотки и конденсатору последовательно включена дополнительная обмотка, уложенная в те. же пазы, что и основная обмотка, с шагом Т/9, где t - полюсное деление

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение при изготовлении синхронных машин, асинхронных машин, машин постоянного тока и др. и их регулировании.

Известна конструкция пазового демпфера для паза электрической мазины, выполненного из листовой меди,. и имеющей форму гильзы, охватывающей. всю поверхность проводников в пазу Г1).

< .Недостатком данной конструкции демпфера является невозможность обеспечения достаточно высокого уровня демпфирования пазового потока рассея-, ния из-за принципиально.. низкого коэффициента связи контуров проводников в пазу с токопроводящими областями демпфера.

Известна также конструкция демпфера для машины постоянного тока, которая в целях уменьшения реактивной

ЭДС и улучшения использования пазовой эоны якоря выполнена в виде медного . . листа Г-образной формы, верхняя утол-.25 щЕнная часть которого размещена в клиновой части паза, а ось демпфернфй обмотки перпендикулярна боковой пфверхности паза (2 g.

Недостатком указанного демпфера gg является невозможность обеспечения достаточно высокого уровня демпфирования реактивной ЭДС, вследствие того, что демпфер представляет собой массивное тело, обладающее активно- Зб индуктивным сопротивлением.

Известна конструкция демпфера, выпалненная в виде обмотки, которую для уменьшения дополнительных потерь вйполняют сосредоточенной в виде замкнутого контура из токопроводящего материала (3 .

Обмотка обладает активным и индуктйвным .сопротивлениями и ток в ней определяется отношением ЭДС обмотки к ее полному сопротивлению, Из-за наличия индуктивного сопротивления обмотки ток в ией .уменьшается. Поэтому основнйм недостатком обмотки является невысокий уровень демпфироэлектрической машины, 4 — порядок гармоники магнитного поля машины.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упро- щения конструкции, обмотки устройства, демпфирования соединены по rn-фазной схеме с числом конденсаторов Z/2Ð, где 2 — число пазов; Р— число пар полюсов. вания поля пазового рассеяния из-за наличия индуктивного сопротивлания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство демпфирования, снабженное конденсатором, подключенным к сосредоточенной обмотке, причем емкостное сопротивление конденсатора равно индуктивному сопротивлению обмотки 4 g.

Недостатком известного устройства демпфирования является то, что под действием демпфера часть потока рассеяния вытесняется в нижнюю часть паза, что уменьшает уровень демпфирования пазового рассеяния, а также невозможность выведения потерь иэ контура демпфера.

Пель изобретения — улучшение мощности эа счет увеличения эффективности демпфирования поля пазового . рассеяния электрической машины, расширения предела компенсации пазового рассеяния уменьшения высших гармоник

ЭДС в основной обмотке.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве., содержащем обмотку и конденсатор, одни стороны обмотки распределены по.ширине па-. за на его основании, а другие стороны обмотки разделены на части, уложен-., ные в углублениях на противоположных боковых поверхностях паза, при этом угол между осями данных частей обмотки равен 2d где 4gK--О, БЪ/Ь у

Ъ вЂ” ширина паза;. Ъ вЂ” высота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обЬеотки подсоединены к конденсатору.

Кроме того, к частям обмотки к конденсатору последовательно присоединена дополнительная обмотка, уложенная в те же пазы„ что и основная обмотка с шагом /, где Т вЂ” полюсное деление электрической машины;

4 — порядок гармоник магнитного поля . машины.

-Обмотки устройства демпфирования соединены по т-фазной схеме с числом конденсаторов Z/2P, где Z - -wvcло пазов; Р— число пар полюсов.

Увеличение мощности за счет увеличения эффективности демпфирования

1032530 потока рассеяния паза достигается тем, что одни стороны обмотки распределены по ширине паза íà его основании,- а другие стороны разделены на части, уложенные в углублениях на противоположных боковых поверхностях паза, при этом угол между осями дан:ных частей обмотки равен 2о(„где4cg&=0,5 1)/Ь; Ъ -ширина пазах -5— высота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обмотки подсоединены к 10 конденсатору, позволяет демпфировать поток рассеяния по периметру паза и таким образом вытеснить поток рассеяния паза в воздушный зазор д на пути основного магнитного потока, что привело к уменьшению тока возбуждения асинхронного двигателя, машины постоянного тока и др.

Таким образом, применение предлагаемого устройства демпфирования увеличивает мощность электрической машины, а также ее нагрузочную способность, вследствие уменьшения инд1 ктивного сопротивления рассеяния.

Кроме того, увеличения эффективности предлагаемого устройства демпфирования достигается возможностью перекомпенсации потока рассеяния паза и получения ЭДС рассеяния основной обмотки с обратным знаком, что поэво ляет в машинах постоянного тока

30 исключить добавочные полюса и выполнить магнитную цепь машины с рав.— номерным воздушным зазором и с лучшими массо-габаритными показателями, Эффективность предлагаемого уст- 35 рййства демпфирования заключается также в том, что у него отсутствует режим к.з., при котором вся энергия выделяется в.активном сопротивлении обмотки. Так, включение исследова- 40 тельно частей обмотки и дополнительной обмотки позволяет испольэовать энергию магнитного поля рассеяния паза для компенсации высших гармоник магнитного поля машины и исполь- 4 зовать энергию высших гармоник магнитного поля машины для компенсации магнитного поля рассеяния паза.

На фиг.l представлено устройство демпфирования, поперечный разрез; на фиг.2 — принципиальная схема включения частей обмотки и конденсатора; на фиг.3 — принципиальная схема включения частей обмотки, конденсатора и дополнительной обмотки; на фиг ° 4 — развернутая схема основной обмотки машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря (АМ,СМ) и устройства демпфированият, Устройство содержит паз 1 зубец

2, основную обмотку 3, которая удер 60 живается в пазу кличом 4. На основании паза и в углублениях на боковых поверхностях паза 5, размещены стороны обмотки 6, предназначенной

:для демпфирования поля пазового 65 рассеяния. ПосЛедовательно в цепи обмотки 6 включен конденсатор 7, емкостное сопротивление которого равно индуктивному сопротивлению обмотки. В пазах 1 с шагом 1 /4 где

Т вЂ” полюсное деление электрической машины, 4 в порядок гармоники магйитного поля машины, уложена дополнительная обмотка 8, соединенная последовательно с обмоткой 6.

Устройство работает следующим образом.

При включении основной обмотки в сеть на ней протекает ток 1д, мгновенное значение которого показано на фиг.1 стрелками. Созданный током

j> поток пазового рассеяния Ф индуктирует в сторонах обмотки 6 ЭДС, под действием которой в контуре обмотка

6 — конденсатор 7 (фиг.2) будет протекать ток i создающий магнитный поток Ф,, найравленный встречно потоку пазового рассеяния. Выполнение обмотки 6 из сторон, одни иэ которых распределены по ширине паза по его основанию, а другие разделены на части и уложены в углублениях на противоположных боковых поверхностях паза, стало возможным демпфировать магнитное поле рассеяния в основании паза, составляющую значительную часть от общего потока рассеяния паза, и этим самым вытеснить весь поток рассеяния паза в воздушный зазор машины на пути основного магнитного потока.

Для перекомпенсации магнитного. потока пазового рассеяния ф ) Фд и индук-. рования в обмотке 6 ЭДС с обратным знаком последовательно к обмотке 6 присоедийена дополнительная обмотка

8 (фиг.3), в которой индуктируется компенсационный ток (гармониками к магнитного поля, в том числе, теми гармониками, которые нужно демпфировать с тем, чтобы отсутствовали соответствующие им ЭДС в основной обмотке. Увеличение потока компенсации Ф создаваемого током j + 1к осуществляется за счет увеличения компенсационного тока 1к в дополнительной обмотке 8. Для уменьшения числа конденсаторов 7 обмотка. 6 и дополнительная обмотка 8 соединены

no m-фазной схеме.

Пример устройства демпфирования, выполненного по трехфазной схеме соединения для синхронных и асинхронных машин, приведен на фиг.4.

Основную обмотку 3, состоящую иэ фаз АХ, ВУ, CZ, соединенных по схеме звезда ; обмотки 6, уложенной в пазах соответствующих фаз основной обмотки

3, соединенных параллельно (воэможно и их последовательно соединение), составляет фазы обмотки 6 — A> В,, С, концы которых соединены в общую точку О. ь

Ьь

РQ ь... ь (" ь ь ь ь, ь« ь,ь ь

I ь ь)у

С стажи-ель С.Щтова редакт.-р 6."::..ь, : п-:.нко ТехредЖ.Кастелевич Корректор

-,41ь.Б/Бб ьйо;ьж 66,, ь.Ь.ОДПИСНОЕ

ВНьь -".Цьь ОСУда«ьствен -ого коь;итета Сь ьСт>

T,О ь fJi y,. ИзобОЕ Яянй ti (. ". .:::-.ОЫтнй

Заказ фин ::-:;" ььь 7 " Патент, „ . > .-r;--p q. ул, Проектная „4

С иелью упрощения графика дополни", тельная обмотка В -с х, Ъь, с вььполнена с тем же шагом, что и основная обмо ка 3 и также оединена по схеме звезда. Между соответствующимьи фазами обмотки б — AА, В ;. С и допол" нительной обмстк : 8 вЂ, б, а включены три конденсатора 7. Кроме того ток создаваемый потоком рассеяНИЯ Ф«ь ПРОТЕКая ПО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ

Обмотке 8,, демп4ирует. соответствующйе высшие гармоники магнитного потока.

Таким образом„с помощью предлагаемого устройства становится возможнь м полезно использовать энергию рассеяния паза и высших гармоник магHHTHQI G поля.