Синхронная бесконтактная машина

 

Использование: электропривод с синхронными электрическими машинами: Сущность изобретения: якорная обмотка статора синхронной бесконтактной машины выполнена в виде трех параллельных ветвей 1, 2 и 3, одна из ветвей включена последовательно с выпрямителем 5, выход которого соединен с нейтралями двух других ветвей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 К 19/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4699358/07 (22) 31.05.89 (46) 15.05. 92. Бюл, hL 18 (71) Кубанский сельскохозяйственный институт (72) И.Г,Стрижков (53) 621.313.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 395949, кл. Н 02 К 19/30, 1971. (54) СИНХРОННАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электрическим машинам, а конкретнее к самовозбуждающимся совмещенным синхронным машинам.

Преимущественная область использования — электропривод механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, например центробежные насосы мелиоративного назначения.

Недостатками современных синхронных машин являются наличие контактных колец на роторе для передачи тока во вращающуюся обмотку возбуждения и наличие сложных устройств автоматического регулирования тока возбуждения (APB).

От контактных колец избавляются использованием одного из бесконтактных способов передачи электроэнергии на ротор. Чаще всего используют для этого вспомогательную машину переменного тока и вращающиеся выпрямители, Габариты машины при этом возрастают.

Известны общие принципы совмещения в одном магнитопроводе двух или нескольких электрических машин, а также конкретные схемы совмещенных электрических машин, „)5U(„) 1734170 А1 (57) Использование: электропривод с синхронными электрическими машинами: Сущность изобретения: якорная обмотка статора синхронной бесконтактной машины выполнена в виде трех параллельных ветвей

1, 2 и 3, одна из ветвей включена последовательно с выпрямителем 5, выход которого соединен с нейтралями двух других ветвей.

1 ил.

Наиболее близкой к предлагаемой является синхронная машина, выполненная в виде последовательного соединения двух синхронных машин. совмещенных в общем магнитопроводе, и имеющая на роторе электрически совмещенную обмотку якоря возбудителя и возбуждения для основного преобразователя, а на статоре — две обмотки (возбуждения для возбудителя и якорная для основного преобразователя). Недостатками являются отсутствие АРВ и большие массогабаритные показатели машины, Отсутствие АР8 приводит для двигателя к нестабильности реактивной мощности двигателя при переменной нагрузке, а для генератора к нестабильности его выходного напряжения. Высокие массогабаритные показатели являются следствием того, что на статоре размещены две обмотки различного назначения, Целью изобретения является уменьшение габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в синхронной бесконтактной машине статорная обмотка выполнена в виде трех параллельных ветвей с разделенными нейтралями, причем одна из ветвей непос1734170

55 редствен но подкл ючена к мостовому вы прямителю, выход которого соединен с нейтралями других ветвей.

Сущность изобретения поясняется чертежом, Бесконтактная синхронная машина име-. ет на статоре обмотку, выполненную в виде трех параллельных ветвей (многофазную), Обмотки 1 и 2 имеют равное число последовательно соединенных витков и соединены звездой с разделенными нулевыми точками

И1 и И . Обмотка 3 имеет число витков отличное от обмоток 1 и 2, большее для генератора или меньшее для двигателя, и включается как проходная началом к сети (зажимы С1, С2, СЗ), а концами к мостовому выпрямителю 5, выход которого подключен к зажимам И и И2.

Поскольку каждая фаза обмоток 1 и 2 составляет для выпрямленного тока I замкнутую электрическую цепь, в этих обмотках одновременно протекают переменный и постоянный токи, т.е, одновременно создаются две намагничивающие силы (ИС).

На роторе машины расположена многофазная обмотка 4, в каждую фазную обмотку которой включается выпрямитель (диод)

6, обеспечивающий однополупериодное выпрямление тока в обмотке. Обмотка через диоды соединяется накоротко.

Работу машины поясним на примере двигателя, При подключении к сети обмотки

1 и 2 создают в машине вращающееся магнитное поле с числом пар полюсов р, В этих обмотках наводится ЭДС, уравновешивающая приложенное к обмоткам напряжение.

Поскольку число витков обмотки 3 меньше, чем обмоток 1 и 2, на входе выпрямителя 5 существует напряжение, равное нескомпенсированной части напряжения сети. Под действием этого напряжения в замкнутых в каждой фазе контурах обмоток 1 и 2 протекает выпрямленный ток. При этом зажимы

И> и И эквипотенциальны для трехфазных токов, а зажимы С1, С2, СЗ эквипотенциальны для выпрямленного тока. Цепи выпрямленного и переменного тока совмещаются без влияния друг на друга. НС постоянного тока Гп имеет число пар полюсов р = р .

Магнитное поле выпрямленного тока I> наводит ЭДС во вращающихся обмотках ротора, в результате по обмотке 4 течет выпрямленный выпрямителем 6 ток. Этот ток образует ИС Гв ротора с числом пар полюсов р, неподвижную относительно ротора, Гв является НС возбуждения по отношению к основному преобразователю энергии, Ротор машины таким образом вращается с синхронной по отношению к вращаю5

45 щемуся полю обмоток 1 и 2 скоростью, Так реализуется принцип действия синхронного двигателя, Важно подчеркнуть, что обмотка 3 участвует в создании вращающего момента наряду с обмотками 1 и 2, т,е. как и обмотки 1 и 2 является якорной и не занимает в пазах

"лишнего" места. Благодаря этому габариты машины меньше, чем у машин с раздельчыми обмотками якорной основной, возбуждения возбудителя и обмотки, используемой как источник питания обмотки возбуждения, расположенных в пазах статора, В режиме генератора работа машины происходит аналогично. И здесь обмотки 1 и 2 выполняют функции основных якорных и одновременно функции обмотки возбуждения возбудителя. Обмотка 3 выполняет функции якорной и является регулируемым каналом тока возбуждения возбудителя.

Роль роторной обмотки не отличается от описанной ранее для двигательного режима.

Указанное соотношение чисел витков обмоток l(W1) и 3 (йз) (для двигателя

W<>Wa, для генератора W>

Известно, что задачей АРВ является регулирование тока возбуждения основного преобразователя в функции нагрузки на валу и напряжения питания, Эта задача реализуется следующим образом. При увеличении механической мощности двигателя (момента на валу) возрастают токи якорных обмоток 1, 2 и 3. Вследствие роста тока в обмотке 3 увеличивается ток IB, увеличивается Гп, как следствие, увеличивается ЭДС и ток в обмотке 4 и Гв, чем реализуется задача APB.

При снижении напряжения проявляется та же цепочка причинно-следственных связей.

Формула изобретения

Синхронная бесконтактная машина с расположенной на статоре якорной обмоткой и совмещенной обмоткой на роторе, замкнутой на вращающиеся выпрямители и выполняющей функции обмотки якоря возбудителя и обмотки возбуждения синхронной машины, отл и ч а ю ща я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, статорная обмотка выполнена в виде трех параллельных ветвей с раздельными нейтралями, при1734170

Составитель И.Стрижков

Редактор Н.Каменская Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1674 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 чем одна из ветвей непосредственно подключена к мостовому выпрямителю, выход которого соединен с нейтралями других ветвей.