Синхронный генератор с раздельными фазами

 

Настоящее изобретение относится к области электроэнергетики и касается выполнения синхронных машин с раздельными фазами. Сущность изобретения состоит в том, что генератор содержит раздельные статоры-модули с зубчатой поверхностью части магнитопровода, обращенной к рабочему зазору, и обмотками - дуговыми или кольцевыми. Одна из обмоток, являющаяся обмоткой возбуждения, подключена к источнику постоянного тока, а другая якорная обмотка - к сети переменного тока. Генератор содержит также безобмоточный зубчатый ротор. Каждая фаза генератора состоит из двух указанных статоров-модулей, сдвинутых по окружности относительно друг друга на половину зубцового шага. При этом обмотки возбуждения каждых двух модулей одной фазы включены последовательно, а обмотки якорей - встречно. Изобретение позволяет предотвратить возникновение переменного тока в обмотке возбуждения при выполнении генератора модульной конструкции. 2 ил.

В последние годы получили определенное развитие электрические машины с раздельными фазами см. например, а.с. SU N 1580492 с приоритетом от 16.02.88 г. на имя Свечарника Д.В. (прототип).

Эта нетрадиционная конструкция электрической машины выпускается в настоящее время малыми сериями, в частности, фирмой НЬЮНОСБИ в России; она получила международное признание в декабре 1992 г. На Международном салоне изобретений, научных исследований и промышленных достижений электрическая машина, выполненная заводом "Металлист" по а.с. N 1580492, Н 02К 19/06, 1990 г. удостоена золотой медали. У этих машин имеются раздельные статоры-модули с зубчатой внутренней поверхностью магнитопровода и обмотками обычно двумя у каждого модуля дуговыми или кольцевыми и безобмоточный ротор или роторы с зубчатой наружной поверхностью магнитопровода. Оси зубцов соседних модулей сдвинуты на заданный угол, например 90^o (1/4 углового шага между осями соседних зубцов), 120^o, 180^o. При этом в режиме работы в качестве синхронной машины одна из упомянутых выше обмоток у каждого модуля (обмотка возбуждения) подключена к сети постоянного тока, а вторая (обмотка якоря) к сети переменного тока.

Но при использовании в качестве синхронного генератора в каждой фазе одного такого двухобмоточного модуля (единственного при однофазном генераторе) проявляется существенный недостаток такой элементарной схемы включения в обмотке возбуждения возникает переменный ток, как и в обмотке якоря.

Для устранения этого недостатка предлагается синхронный генератор с раздельными фазами, содержащий раздельные статоры-модули с зубчатой поверхностью части магнитопровода, обращенной к рабочему зазору, и обмотками - дуговыми или кольцевыми, одна из которых подключена к источнику постоянного тока (обмотка возбуждения), а вторая подключена к сети переменного тока (обмотка якоря), и безобмоточный ротор с зубчатой поверхностью части магнитопровода, обращенной к рабочему зазору машины, отличающийся тем, что в каждой фазе установлены по два указанных модуля со сдвигом взаимного положения осей зубцов статора и ротора на 180^o (половину зубцового шага), причем обмотки возбуждения этих двух модулей включены последовательно, а обмотки якоря встречно.

На фиг.1 схематично изображен разрез двух модулей, совместно образующих одну фазу генератора (показан вариант с кольцевыми обмотками и внутренним ротором; в вариантах с внешним ротором или с дуговыми обмотками все аналогично); на фиг.2 схема включения, где 1 тороиды статора с внутренними зубцами 2, 3 наружные продольные магнитопроводы модулей статора, 4 обмотка возбуждения первого модуля, 5 второго модуля, 6 обмотки якоря первого модуля, 7 второго модуля, 8 тороиды ротора с наружными зубцами 9, 10 - внутренние продольные магнитопроводы ротора, 11 вал машины.

Как видно из фигур, при вращении вала 11 в обмотках модулей 4 (и соответственно 5), 6 (и соответственно 7) наводятся контрофазные ЭДС; при последовательном включении обмоток возбуждения 4 и 5 результирующая ЭДС будет близка к нулю, а результирующая ЭДС встречно включенных обмоток якоря 6 и 7 равна сумме ЭДС обмоток якоря модулей, что и требуется.

Формула изобретения

Синхронный генератор с раздельными фазами, содержащий раздельные статоры-модули, состоящие из зубчатых магнитопроводов и дуговых или кольцевых обмоток возбуждения и якоря, и безобмоточный зубчатый ротор, отличающийся тем, что каждая фаза состоит из сдвинутых по окружности друг относительно друга на половину зубцового шага двух статоров-модулей, причем обмотки возбуждения статоров-модулей включены последовательно, а обмотки якорей встречно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2