Электрическая машина пременного тока

 

Изобретение относится к электротех нике. Цель изобретения - повышение КПД машины. Машина содержит трехфазную обмотку статора 1 и трехфазную обмотку ротора 2, соединенные пофазно по автотрансформаторной схеме через контактные кольца 3. В каждой фазе обмотки статора содержатся последовательные ветви 4 и 5. Катушки последовательных ветвей расположены под всеми полюсами 6-9, причем полярности полюсов чередуются. Ответвления на всех фазах обмотки статора 10-12 выполнены в точках соединения последовательных ветвей. 3 ил. (Л оо со 05 О5 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Su 4 Н 02 К 17/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3988208/24-07 (22) 16.12.85 (46) 07.09.87. Бюл. № 33 (71) Винницкий политехнический институт (72) С. А. Безверхий и С. И. Луковников (53) 621.313.323 (088.8) (56) Вольдек А. И. Электрические машины, М., 1974, с. 788.

Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины. M., 1980, с. 696 — 697.

„„SU„„1336165 А1 (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротех нике. Цель изобретения — повышение КПД машины. Машина содержит трехфазную обмотку статора 1 и трехфазную обмотку ротора 2, соединенные пофазно по автотрансформаторной схеме через контактные кольца 3. В каждой фазе обмотки статора содержатся последовательные ветви 4 и 5.

Катушки последовательных ветвей расположены под всеми полюсами 6 — 9, причем полярности полюсов чередуются. Ответвления на всех фазах обмотки статора 10 — 12 выполнены в точках соединения последовательных ветвей. 3 ил.

1336165

Формула изобретения

Изобретение относится к электрическим машинам, а конкретно — к машинам трехфазного переменного тока с фаз ным ротором, подключенным к сети.

Цель изобретения — повышение КПД машины.

На фиг. 1 представлена электрическая схема машины; на фиг. 2 — токораспределение в схеме машины для одной из фаз; на фиг. 3 — механические характеристики машины.

Машина содержит трехфазную обмотку статора 1 и трехфазную обмотку ротора 2, соединенные пофазно по автотрансформаторной схеме через контактные кольца 3. В каждой фазе обмотки статора содержатся последовательные ветви 4 и 5. Катушки последовательных ветвей расположены под всеми полюсами 6 — 9 (на фиг. 1 представлена в качестве примера четырехполюсная машина, содержащая две последовательные ветви в каждой фазе), причем полярности полюсов чередуются. Ответвления 10 — 12 на всех фазах обмотки статора 1 выполнены в точках соединения последовательных ветвей 4 и 5. Работа машины осуществляется на принципе взаимодействия вращающихся магнитных полей статора и ротора.

При подключении машины к сети по обмоткам статора 1 и ротора 2 протекают симметричные трехфазные токи частоты сети, которые создают вращающиеся поля статора 1 и ротора 2.

Обмотки статора 1 и ротора 2, как вид но из фиг. 2, соединены по схеме понижающего автотрансформатора. Ток 1 протекает в ветви 4 обмотки статора 1 до разветвлений, ток 11 — в последовательной ветви 5, 4 — ток обмотки ротора 2.

Направления токов показаны на фиг. 2 для некоторого момента времени. Синусоидальные токи в нижней 4 и верхней 5 ветвях обмотки статора 1 сдвинуты по фазе на угол, близкий к 180 . Эти токи при активно-индуктивной нагрузке находятся практически в противофазе. Такое токораспреде ление характерно для понижающего автотрансформатора.

Токи 11 во всех фазах машины создают прямое вращающееся поле на статоре 1 ф„, токи 11 — обратное вращающееся поле Ф 111. Ток Ь, протекающий в обмотке ротора 2, создает вращающееся поле Ф „.

ПОЛЯ Ф1п И Ф ВращаЮтСя СИНХрОНно и создают постоянный по величине и направлению электромагнитный момент. Машина обладает пусковым моментом М ..

Под действием его ротор начинает вращаться в направлении вращения поля Ф1„.

Момент М- действует в направлении вращения поля Ф 1„и является синхронным при частоте вращения п=0. Взаимодействие полей Ф10 и Фг„создает синхрон!

О !

S0 ныи момент М . при п1= — —, где f — час21

Р тота сети, р — число пар полюсов обмотки статора 1.

Моменты М и Мп действуют в направлении вращения ротора 2. Г!ри скоростях в пределах 0(п (2- машина работает в

P асинхронном режиме, под действием синхронизирующих моментом М и М, которые имеют ту же физическую природу, но являются пульсирующими. Пульсации моментов Мпп, Моп согласованы так, что суммарный синхронизирующий момент Мп = М.

+М- — постоянный по величине и направлению, т. е. в машине реализован внутренний каскад двух синхронных машин.

О наличии каскада свидетельствует отсутствие биений токов статора и ротора в рабочем диапазоне нагрузок машины. Эта особенность (наличие внутреннего каскада) обеспечивает высокий КПД предлагаемой машины.

Кроме синхронных моментов, в асинхронном режиме в машине действуют асинхронные моменты, возникающие при взаимодействии полей Ф 1„, Ф 111 и Ф „, созданных токами основной частоты, с токами частоты прямого и обратного скольжения, индуктированными полями Ф 1„и Ф,„в роторе 2, а полем Ф „— в статоре.

Механическая характеристика машины представлена на фиг. 3. При холостом ходе скорость п)п1, íî п(2п1. При рабочих нагрузках она меняется, причем в некотором диапазоне нагрузок около 0,2 — 0,3 Мп имеет место «промежуточный» синхронный режим, при дальнейшем увеличении нагрузки (основной рабочий диапазон) скорость плавно снижается, характеристика мягкая, напоминает механические характеристики двигателей постоянного тока возбуждения.

Изменение количества витков на ветвях 4 обмотки статора 1 и жесткость характеристики можно менять в значительных пределах. Характеристики типа кривых на фиг. 3 требуются для транспортных механизмов, вентиляторов, подъемников и т. п.

Для указанных механизмов машина может быть применена вместо двигателей постоянного тока.

По сравнению с известной предложенная машина обладает расширенными функциональными возможностями за счет обеспечения асинхронного режима работы и повышенным КПД.

Электрическая машина переменного тока, содержащая трехфазную обмотку на статоре, выполненную из катушек с ответвлениями, к которым подключена трехфазная обмотка ротора, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД машины, обмот1336165

Puz. Z гл1

П1

Puz. 5

Составитель В. Трегубов

Редактор В. Данко Техред И. Верее Корректор Л. Бескид

Заказ 3811/52 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ка статора выполнена во всех фазах из последовательно соединенных ветвей, катушки каждой последовательной ветви расположены под всеми полюсами статора, а ответвления выполнены в точках соединения последовательных ветвей.