Неявнополюсный ротор синхронного компенсатора

 

1. НЕЯВНОПОЛЮСНЫЙ РОТОР СИНХРОННОГО КОМПЕНСАТОРА с двухфазной однослойной концентрической обмоткой , одна фаза которой, основная, имеет большее, а другая, дополнительная , меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах ротора, и с лобовыми частями основной фазы, размещенными в верхнем , а дополнительной фазы - в нижнем слоях, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования объекта, повышения.удельных энергетических показателей и надежности ротора, пазы с катушками дог полнительной фазы расположены .в полюсно-фазных зонах, угловой размер ko которых равен 0,2-0,4 полюсного де-V ления ротора двумя одинаковыми группами между участками шириной, равной одному пазовому делению основной фазы. ел со Of ел

СООЗ СОВЕТСКИХ ИР

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„, 1105985 Д

Зс50 Н 02 К 19/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОМЫТИЙ (-. * д,.,—:» т (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, :...,1

Н ABTOPCHOMV.ÑÂÈÄEÒÅËÜÑYВУ (21) 3548256./24-07 (22) 04.02.83 (46) 30.07.84. Бюл. У 28 (72) В.В. Кузьмин-, В.Г. Ракогон, Д.Б. Карпман, И.Я. Черемисов, Ю.В. Зозулин, Ю.Г. Шакарян и Э.А. Каспаров (7 1) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода

"Электротяжмаш" им. В.И. Ленина и Всесоюзный научно-исследователь- ский институт электроэнергетики (53) 621.3 13. 322 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

Ф 265252, кл. Н 02 К l9/26, 1970.

2. Соколов Н.И., Каспаров Э.А.

Повышение использования синхронных компенсаторов в режиме потребления реактивной мощности. — "Электричество", 1971, У 3, с. 5-8. (54) (57) 1. НЕЯВНОПОПЮСНЬЙ РОТОР

СИНХРОННОГО КОИПЕНСАТОРА с двухфазной однослойной концентрической обмоткой, одна фаза которой, основная, имеет большее, а другая, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах ротора, и с лобовыми частями основной фазы, размещенными s верхнем, а дополнительной фазы — в нижнем слоях, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования объекта, повышения удельных энергетических показателей и надежности ротора, пазы с катушками дополнительной фазы расположены .в полюсно-фазных зонах, угловой размер которых равен 0,2-0,4 полюсного де.? ления ротора двумя одинаковыми группами между участками шириной, рав-ной одному пазовому делению основной фазы.

1105985 тернала.

Изобретение относится к электрическим машинам., в частности к производству синхронных компенсаторов.

Известны роторы синхронных компенсаторов, содержащие полюса с обмот ками возбуждения, выполненные в виде катушек (1 ).

Существенными недостатками такой конструкции роторов являются большие габариты, транспортные веса его углов и, как следствие, низкая предельная мощность, ограниченная условиями транспортировки.

Наиболее близкими к изобретению являются роторы синхронных компенсаторов, содержащие двухфазную однослойную концентрическую обмотку, одна фаза которой, основная, имеет большее, а другая, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах ротора, и с лобовыми частями основной фазы, размещенными в верхнем, а дополнительной фазы — в нижнем слоях $2 3.

Недостатками данных роторов являются плохое использование объема, так как выполнение пазов для дополнительной фазы не оставляет места для размещения балансировочных грузов и создает трудности размещения вертикального участка токоподвода основной фазы.

При этом токоподводы к разным фазам могут быть выполнены с противоположных сторон вала ротора.

Дуги лобовых частей проводников катушек дополнительной фазы могут быть смещены друг относительно друга в осевом направлении и распреде?. Ротор по и. 1, отличаюшийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления. токопроводы к разным фазам обмотки выполнены на разных концах вала ротора.

3. Ротор по пп, 1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что участки лобовых частей проводников катушек дополнительной фазы смещены друг относительно друга в осевом направлении и распределены в одном слое, высота которого равна высоте одного проводника.

4. Ротор по пп. 1, 2 и 3, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повЪлпения надежности, посредине полюсно-фазных зон дополнительной фазы выполнены пазы, не занятые катушками обмотки и заполненные магнитным материалом.

5. Ротор по пп. 1-4, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения .надежности путем уменьшения разножесткости на изгиб, пазы, размещенные в полюсно — фазных зонах дополнительной фазы, выполнены одинаковой глубины с пазами, в которых размещены катушки основной фазы.

6. Ротор по пп. 1-5, о т л ич а ю шийся тем, что в нижней части пазов, в которых размещены катушки дополнительной фазы, установлены заполнители из магнитного маЦель изобретения — улучшение использования объекта, повышение тем самым удельных энергетических показателей, упрощение технологии изго— 5 товления и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в неявнополюсном роторе синхронного компенсатора с двухфазной однослойной концентрической обмоткой, одна фаза которой, основная, имеет большее, а другая, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах ротора, с лобовыми частями основной фа15 зы, размещенными в верхнем, а дополнительной — в нижнем слоях, пазы с катушками дополнительной фазы рас-. положены в полюсно-фазных зонах с угловым размером 0,2-0,4 полюсного

20 деления ротора двумя одинаковыми группами, ограниченными участками линдрической поверхности шириной, преимущественно равной одному пазовому делению ротора.

25 з 1105 лены в одном слое, высота которого равна высоте одного проводника.

Посредине полюсно-фазных зон дополнительной фазы могут быть выполнены пазы, не занятые катушками обмоток и заполненные магнитным мате5 риалом.

Пазы с катушками дополнительной фазы могут быть выполнены одинаковой глубины с пазами, в которых раз- 1 мещены катушки основной фазы и в их нижнюю часть может быть установлен заполнитель из магнитного материала.

На фиг; 1,показан сердечник рото15 ра синхронного компенсатора, поперечное сечение, на фиг. 2 — схема его обмотки; на фиг . 3 — узел 1 на фиг. 1 (выносной элемент. фиг. 1 с участком лобовой части обмотки в зо20 не этого элемента); на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 3.

Неявнополюсный ротор синхронного компенсатора содержит сердечник

1 с двухфазной однослойной концентрической обмоткой, одна фаза 2 которой, основная, имеет большее, а другая фаза 3, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах 4 и 5, соответственно оси фаэ смещены друг относительно друга на угол, равный

90 эл. град. Лобовые части основной фазы 3 размещены в верхнем слое 6, а дополнительной †. в нижнем слое 7.

Пазы 5 с катушками дополнительной фазы расположены в полюсно-фазных зонах 8 с угловым размером, равным (0,2-0,4) ь, где 7 составляет

180 эл. град., т.е. равно величине полюсного деления ротора. Эти пазы в пределах полюсно-фазных зон 8 рас-, положены двумя одинаковыми группа- . ми 9, ограниченными участками цилиндрической поверхности 10 и 11 шириной,45 преимущественно равной одному пазовому делению основной фазы 2 ротора.

Токоподводы 12 к фазе 2 и 13 к фазе 3 могут быть выполнены с противоположных сторон сердечника 1 рото- 50 ра. Участки 14 лобовых частей 15 проводников 16 дополнительной фазы

3 смещены друг относительно друга и распределены в одном слое, высота которого равна высоте одного провод- 55 ника 16.

Проводники обеих фаз 2 и 3 могут быть из одного и того же профиля меди

985 4 с каналом 17 для прохождения газа или воды. Дуги лобовых частей 15 дополнительной фазы 3 опираются на лобовые части 18 основной фазы 2 через изоляционные сегменты 19 и гильзы

20, которые могут быть выполнены, например, прессованием из стеклоткани.

Посредине полюсно-фазных зон 8 дополнительной фазы 3, т.е. на участках цилиндрической поверхности 11 ротора, выполнены пазы 21, не занятые обмоткой и заполненные магнитным материалом 22. Эти пазы 21 и пазы 5 с проводниками 16 катушек дополнительной фазы З,могут быть одинаковой глубины с пазами 4, в которых размещены катушки основной фазы 2.

При этом в нижнюю часть пазов 5 тоже установлен заполнитель 23 из магнитного материала, подобный заполнителю 22 в пазах 21.

При работе машины основная фаза 2 синхронного компенсатора служит для регулирования величины и направления реактивной мощности. Роль дополнительной фазы 3, как управляющей, поясняется следующим.

При отсутствии тока в фазе 3 и протекании тока в фазе 2, величина которого равна величине тока холостого хода при заданном напряжении статора, обмен реактивной мощностью между синхронным компенсатором и энергосистемой отсутствует. При протекании тока в фазе 2 выше, чем тока холостого хода, синхронный компенсатор выдает реактивную мощность в сеть, при уменьшении тока в фазе 2 ниже величины тока холостого хода синхронный компенсатор потребляет реактивную мощность из сети. При этом, чем ниже ток в фазе 2 в неизменном направлении, тем большая реактивная мощность потребляется. При нулевом токе в фазе 3 значение реактивной мощности в долях от номинальной, потребляемой неявнополюсным синхронным компенсатором, равно величине, обратнопропорциональной синхронному индуктивному сопротивлению xd. Для потребления реактивной мощности, большей чем 1/xd, необходимо в фазе 2 изменить направление тока на противоположное по отношению к направлению тока в режиме выдачи реактивной мощности (подать ток отрицательного напряжения в фазу 2) .

Однако при отсутствии тока в фазе 3

1105985 такое состояние является неустой, чивым и при любом возмущении происходит проворачивание ротора и самопроизводительный сброс потребляемой реактивной мощности или даже переход в режим выдачи реактивной мощности.

Для предотвращения проворачиваиия ротора при подаче тока отрицательного направления в фазу -2 необходимо в фазу 3 подать ток такого 10 . направления, чтобы фазой 3 был создан вращающий момент .в направлении, противоположном направлению проворачивания. Таким образом, при питании фазы 3 регулируемым током требуемой 15 величины и направления синхронный компенсатор может устойчиво работать при подаче в фазу 2 тока отрицательного направления, качания в энергосистеме и параллельной работе несколь 20 ких компенсаторов на одной подстанции.

Максимальная величина намагничивающей силы, которую должна создавать фаза 3, зависит от конструктив- 25 ного ее расположения. Для конструкции обмотки предлагаемого изобретения с размещением Фазы 3 в полюснофазных зонах 8 с угловым размером, равным 0,2-0,4 полюсного деления ротора, для обеспечения устойчивой работы синхронного компенсатора намагничивающая сила фазы 3 должна составлять 5-7X оТ намагничивающей силы Фазы 2. 3То позволяет разместить необходимое количество проводников Фазы 3 группами в пределах полюсно-фазных зон и оставить поверхности 10 ротора для отверстий

24, предназначенных для балансировочных грузов и поверхности 11 для размещения вертикального участка 25 токаподвода 12 основной Фазы 2 в лобовой части обмотки.

Благодаря размещению токоподводов 12 и 13 с противоположных сторон сердечника 1 обе стороны, ротора с контактными кольцами, к которым присоединены токоподводы, выполняются конструктивно одинаковыми, что повышает технологичность конструкции. Распределение участков 14 ло бовых частей 15 дополнительной фазы 3 в один слой, высота которого уменьшена до высоты одного проводника, обеспечивает достаточную площадь пространства 26 между лобовыми частями и валом для прохождения хладагента: газа или воды (по водонодводящим натрубкам) проводников.

Выполнение пазов 5 и 11 одинаковой глубины с пазами 4 основной фазы и заполнение их магнитным материалом снижают разножесткость ротора на изгиб при сохранении необходимого сечения его магнитопровода.

1!05985

1105985 б- Е иойужулю

Составитель В. Трегубов

Редактор А. Гуляйко Техред Ж.Кастелевич Корректор. ю

Заказ 5611/43 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4