Ротор машины двойного питания /его варианты/

 

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к турбогенераторам. Цель изобретения - снижение потерь мощности в асинхронном режиме и повьшение надежности работы машиныо Ротор машины двойного питания содержит однослойн/ю обмотку из двух фаз 1, 2, вьтолненных из концентрических катушек. Между краями фаз I, 2 образованы зоны 5, 6, расположенные относительно друг друга через полюсное деление, равное 180 элоград. по окружности магнитопровода 7, и свободные от фаз , 2о В зонах 5, 6 на магнитолроводе 7 вьшолнены пазы В, в которьпс размещены проводники 9 дополнительной обмотки 10, вьтолненной в виде S (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (д11 4 Н 02 К 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3860112/24-07 (22) 25.02.85 (46) 15.08.86, Бюл. У 30 (71) Институт электродинамики AH УССР и Научно-исследовательский проектноконструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроейия Харьковского завода "Электротяжмаш" им. В.И.Ленина (72) В.Н.Асанбаев, И.М.Постников, Д Б.Карпман, В.В.Кузьмин, И.Я.Черемисов, А.Ф,Финк, В.А.Саратов и А.К.Левицкий (53) 621.313.322 (088.8) (56) Кучера Я. и Гапл Й. Обмотки электрических вращательных машин.

Прага: Издание Чехословацкой академии наук, 1963, с. 340-342.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1136257, кл. Н 02 К 1/26, 1983. (54) РОТОР МАШИНЫ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к турбогенераторам. Цель иэобретения— снижение потерь мощности s асинхронном режиме и повышение надежности работы машины. Ротор машины двойного питания содержит однослойную обмотку из двух фаз 1, 2, выполненных иэ концентрических катушек. Между краями фаз 1, 2 образованы зоны 5, 6, расположенные относительно друг друга через полюсное деление, . равное 180 эл.град. по окружности магнитопровода 7, и свободные от фаэ ! 2. В зонах 5, 6 на магнитопроводе 7 выполнены пазы 8, в которых размещены проводники 9 дополнительной обмотки 10, выполненной в виде

1251227!

30 двух групп концентрических катушек

1l, 12, имеющих шаг, равный расстоянию между зонами 5 б. Катушки 11, 12 подключены к контактам для подсоединения к автономному источнику питания. Уменьшение периодических изменений тока реакции в массиве

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к турбогенераторостроенню.

Цель изобретения — снижение потерь мощности в асинхронном режиме 5 и повышение надежности работы машиныа

На фиг. 1 представлен ротор,,поперечное сечение; на фиг.2 — схема двухфазной (основной) обмотки ротора и короткозамкнутые катушки дополнительной обмотки; на фиг.3 концевая часть ротора, продольный разрез; на фиг.4 — соединение катушек дополнительной обмотки с возбудителем и с основной обмоткой.

Ротор машины двойного питания содержит однослойную обмотку из двух фаз 1 и 2, выполненных из концентрических катушек 3 и 4. Между краями фаз 1 и 2 образованы зоны

5 и б, расположенные друг относитель-но друга через полюсное деление, равное 180 эл.град. по окружности магнитопровода 7, и свободные от фаз 1 и 2. В зонах 5 и 6 магнитопровода 7 выполнены пазы 8 с проводниками 9 дополнительной обмотки 10, выполненной в виде двух групп концентрических катушек 11 и !2, имеющих шаг, равный расстоянию между зонами 5 и 6. Этот шаг близок к диаметральному, но отличается от него на относительно небольшую величину расстояния между сторонами катушек 3 и 4, что позволяет избежать пересечения лобовых частей катушек 11 и 12 дополнительной обмотки 10. В частях 11 и 12, как правило, содержится по одной или две катушки, соединенных друг с другом последовательно перемычкой 13, а их концы 14 и 15 выведены на клеммы ротора и пульсаций гармонических составляющих магнитодвижущей силы его обмотки снижает потери н статоре и в массиве ротора, уменьшает наг-. рев ротора и повышает эксплуатационную надежность машины. 3 с.п.ф-лы, 4 ил.

16 и 17 для подключения к отдельному автономному возбудителю 18, генерирующему ток частоты скольжения ротора относительно магнитного поля статора. Возбудитель 18 включается в работу только в асинхронном режиме и отключается в синхронном.

Конструктивно пазы 8 в концевых зонах магнитопровода 7 ротора имеют углубления 19 (фиг.3), в которых проводники 9 катушек ll ч 12 дополнительной обмотки 10 на участках 20 переходят из верхнего слоя 21 в нижний слой 22, располагаемой по окружности в лобовой части под прямолинейными участками 23 двухфазной (основной) обмотки 1 и 2, т.е. под участками до изгиба 24 проводников фазы 2 при переходе их из верхнего слоя в нижний слой в лобовых частях..

Вариантом предлагаемого ротора является исполнение его дополнительной обмотки 10 в виде короткозамкнутых витков 25 и 26 (фиг.2).

Другим вариантом предлагаемого устройства является ее исполнение с дополнительной обмоткой 10 в виде двух групп катушек 11 и 12 (фиг.4), присоединенной каждая одним из выводов 27 (28) к одному из выводов (клеммам)фаз 29 и 30, а другим выводом 16 и 17 — к возбудителю (не показан) основной двухфазной обмотки 1 и 2. При этом между выводами 27 и )6 и 28 и 17 катушечных групп ll н 12 установлены гаснтельные переменные резисторы соответственно 31 и 32 с подвижными контактами 33 и 34, Концы основной обмотки 1 и 2 введены на клеммы

35 и 36.

Устройство работает следующим образом.

1251227

20

В асинхронном режиме работы в катуп»ках 11 и 12 до»»ол>»ительной с бмотки 10 ротора протекает ток, одна составляющая которого наводится полем статора, вращаюп»емся относительно ротора с частотой f,s, где s — частота скольжения, 3 другая поступает от возбудителя 18, генерирующего ток этой частоты.

Первая составляющая сглаживает периодические изменения тока реакции в массиве ротора. Это объясняется тем, что катушки дополнительной обмотки 1О заполняют зоны 5 и 6 ротора и в целом распределение проводников обеих (основной и дополнительной) обмоток по окружности его магнитопровода становится более равномерным.

Вторая составляющая тока дополнительной обмотки 10 сглаживает периодические изменения гармонического состава кривой ИДС ротора в направлении осей d u q. Равенство

ИДС может быть достигнуто точно, если катушки дополнительной обмотки

10 имеют диаметральный шаг, равный

1 80 эл.град, Это объясняется тем, что распределение токов по окружности ротора становится идентичным распределению токов в двухфазной обмотке с диаметральным шагом, равномерно распределенной по окружности магнитопровода. Для групп концентрических катушек 11 и 12 дополнительной обмотки 10 имеющих шаг несколько меньший», чем диаметральный, сохраняется небольшая разница результирующей ИДС ротора в направле»»иях осей d u q однако она существенно снижается по сравнению с ИДС ротора без такой дополнительной обмотки 1 О, При этом конструкция обмотки с группами катушек 11 и 12 с шагом от одной зоны 3 к другой зоне 6 сущес -.венно проще, чем конструкция обмотки с катушками, имеющими диаметральный шаг, из-за отсутствия пересечений их в лобовых частях.

В варианте ротора с резисторами

31 и 32, которые путем перемещения. контактов 33 или 34 вводятся в асинхронном и выводятся в синхронном режимах работы машины, обеспечивая протекание тока от вывода (клеммы)

16 к выводу (клеммы) 29 по группе катушек 11 дополнительной обмотки 10 и от вывода (клеммы) 17 к выводу (клемме) 30 по группе катушек 12, Р с»»»»хрон»»о»» реж»»ме ко»»такты 33 н 34 выводят резисторы 31 и 32, т ° е, замыкают накоротко клеммы 16 и 29, а 17 с 30 и ток по катушкам ll и 12 дополнительной обмотки 10 не течет.

Этот вариант исполнения не требует применения автономного возбудителя для катушек дополнительной обмотки.

Она подключена к возбудителю основной двухфазной обмотки 1 и 2.

Уменьшение периодических изменений тока реакции в массиве ротора и пульсаций гармонических составляющих ИДС его обмотки снижает потери в статоре и в массиве ротора в асинхронном режиме и одновременно уменьшает нагрев стали ротора в активной и концевой частях, повьппая эксплуатационную надежность машины.

Во втором варианте ротора с короткозамкнутой дополнительной обмоткой 10 снижение потерь в асинхронном режиме и повьппение надежности работы машины достигнуто частично, а именно за счет снижения периодических изменений тока реакции якоря в массиве ротора в асинхронном режиме, в то время как периодическое изменение гармонического состава кривой ИДС фаз обмотки 12 скомпенсировано не будет. Однако в связи с существенным упрощением такая конструкция ротора с короткозамкнутыми витками катушек дополнительной обмотки 10 даже при частичном достижении цели, в ряде практических случаев рациональна.

Что касается работы машины в синхронном режиме, то в этом режиме ток по дополнительной обмотке 10 ротора не протекает, его ИДС созда» ется только основной двухфазной обмоткой 1,2 и поэтому конструкция сохраняет положительные свойства известного устройства: увеличенное значение обмоточного коэффициента и ,уменьшенные потери в этом (синхрон-, ном) режиме.

Формула изобретения

1. Ротор машины двойного п»,тания, содержащий магнитопровод с пазами, в которых размещена двухфазная однослойная обмотка из концентрических катушек, между краями фаз которой образованы свободные от этой обмотки эоны, расположенные через

180 эл.град, о т л и ч а ю щ и й—!

251227 с я тем, что, с целью уменьшения потерь мощности в асинхронном режиме и повышения надежности„ в упомянутых зонах выполнены пазы, в которых размещена дополнительная обмотка, выполненная в виде двух последовательно соединенных групп катушек с шагом, равным расстоянию между указанными зонами, подключенных к контактам для подключения к автономному возбудителю частоты скольжения.

2. Ротор машины двойного питания, содержащий магнитопровод с пазами, в которых размещена двухфазная однослойная обмотка иэ концентрических катушек, между краями фаз которой образованы свободные от этой обмотки эоны, расположенные через

180 эл.град, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности в асинхронном режиме и повышения надежности, в упомянутых зонах выполнены пазы, в которых размещена дополнительная обмотка в ви де короткоэамкнутых витков с шагом, равным расстоянию между укаэанными зонами.

3, Ротор машины двойного пита5 ния, содержащий агнитопровод с пазами, в которых размещена двухфазная однослойная обмотка иэ концентрических катушек, между краями фаз которой образованы свободные от этой обмотки зоны, расположенные через

180 эл.град, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения потерь мощности в асинхронном режиме и повышения надежности, в упомянутых зонах выполнены пазы, в которых размещена дополнительная обмотка, выполненная в виде двух групп катушек с шагом, равным расстоянию между указанными зонами, подключенных каждая одним из выводов к одному из вынодон фаэ, а другим выводом — к контакту для подключения к автономному возбудителю частоты скольжения, а между выводами групп катушек дополнительной обмотки включены переменные резисторы.

12512?7

В9 Р1

19

tPva 3

Составитель В.Трегубов

Техред В.Кадар

Корректор E.Ðîíêî

Редактор И,Сегляник

Подписное

Заказ 4421/53

Тираж 6)1

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4