Автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветродвигателей и/или гидродвигателей. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в обеспечении компенсации размагничивающего действия реактивных составляющих токов нагрузки и ротора путем исполнения обмотки в виде двух частей - треугольника и звезды с соединением их через конденсаторы, что обеспечивает повышение энергоэффективности автономного асинхронного генератора. Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом автономном асинхронном генераторе двухполюсная статорная обмотка, включающая двенадцать катушечных групп, состоит из «треугольника», образованного второй и восьмой, четвертой и десятой, шестой и двенадцатой катушечными группами с первым, вторым и третьим выводами, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и «звезды», образованной первой и седьмой, третьей и девятой, пятой и одиннадцатой катушечными группами с четвертым, пятым, шестым и седьмым выводами, причем вывод первый взят от начала объединенных начал второй и двенадцатой катушечных групп, вывод второй - от объединенных начал четвертой и шестой катушечных групп, вывод третий - от объединенных начал восьмой и десятой катушечных групп, вывод четвертый - от начала первой катушечной группы, вывод пятый - от начала пятой катушечной группы, вывод шестой - от объединенных начал третьей, седьмой и одиннадцатой катушечных групп, вывод седьмой - от начала девятой катушечной группы, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец второй - с концом восьмой, конец третьей - с концом девятой, конец четвертой - с концом десятой, конец пятой - с концом одиннадцатой, конец шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, дополнительно выводы «треугольника» первый, второй, третий и выводы «звезды» четвертый, пятый и седьмой соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к генератору. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветро- и/или гидродвигателей.

Автономные асинхронные генераторы (ААГ) с конденсаторным самовозбуждением имеют все конструктивные признаки, характерные для асинхронных машин. Отличительной особенность ААГ является то, что их внешняя характеристика во многом зависит от параметров статорной обмотки. Положительные качества статорной обмотки, проявляющиеся в режиме асинхронного двигателя, не всегда способствуют хорошей работе асинхронного генератора. В этой связи актуальной задачей при проектировании ААГ является разработка специальных обмоток способствующих улучшению внешних характеристик.

Из анализа патентных источников известна двухполюсная обмотка асинхронного генератора, которая состоит из 12 катушечных групп с выводами от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, конец 5 - с концом 11, конец 9 - с концом 4, начало 2-е началом 7, начало 3 с началом 10, начало 6-е началом 11 катушечной группы и конденсаторы возбуждения, подключенные в соответствии с требуемым режимом выходного напряжения асинхронного генератора к соответствующим выводам обмотки (патент RU 2263385, БИ №30, 2005).

Недостаток известной обмотки в том, что автономный асинхронный генератор с такой обмоткой не позволяет подключать нагрузку на линейное и фазное напряжение с их соотношением 1,73/1.

Известна двухслойная статорная обмотка асинхронного генератора, которая состоит из 12 катушечных групп с выводами 13, 15, 17 от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп, и конденсаторов возбуждения, выводы 14, 16, 18 взяты от объединенных начала 2 и конца 5 катушечных групп, от объединенных начала 6 и конца 9 катушечных групп, от объединенных начала 10 и конца 1 катушечных групп, при этом начало 1 катушечной группы соединено с началом 7 катушечной группы, начало 5 с началом 11, начало 9 с началом 3 катушечной группы, а конденсаторы возбуждения присоединены к выводам 13, 15, 17 (патент RU 2316104, БИ №3, 2008 - прототип).

Недостаток известной обмотки в том, что при включении нагрузки на выводы низкого напряжения магнитодвижущая сила (МДС) от тока нагрузки содержит значительные амплитуды высших гармоник, повышающие нагрев ротора и ухудшающие работу генератора. Схема обмотки соединена в «треугольник», не имеет нулевого вывода для подключения однофазной нагрузки на фазное напряжение, а для компенсации размагничивающего действия реактивных составляющих токов нагрузки и ротора требуется подключение дополнительных конденсаторов возбуждения.

Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности асинхронного генератора при работе под нагрузкой и улучшение эксплуатационных характеристик генератора за счет возможности подключения однофазной нагрузки.

Поставленная задача достигается тем, что автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой из двенадцати катушечных групп и конденсаторов возбуждения состоит из «треугольника», образованного второй и восьмой, четвертой и десятой, шестой и двенадцатой катушечными группами, с первым, вторым и третьим выводами, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и «звезды», образованной первой и седьмой, третьей и девятой, пятой и одиннадцатой катушечными группами с четвертым, пятым, шестым и седьмым выводами, причем вывод первый взят от объединенных начал второй и двенадцатой катушечных групп, вывод второй от объединенных начал четвертой и шестой катушечных групп, вывод третий от объединенных начал восьмой и десятой катушечных групп, вывод четвертый от начала первой катушечной группы, вывод пятый от начала пятой катушечной группы, вывод шестой от объединенных начал третьей, седьмой и одиннадцатой катушечных групп, вывод седьмой от начала девятой, катушечной группы, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец второй - с концом восьмой, конец третьей - с концом девятой, конец четвертой - с концом десятой, конец пятой - с концом одиннадцатой, конец шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, дополнительно выводы «треугольника» первый, второй, третий и выводы «звезды» четвертый, пятый и седьмой соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к генератору.

Новизна заявляемого технического решения достигается за счет того, что автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой из двенадцати катушечных групп и конденсаторов возбуждения состоит из «треугольника», образованного второй и восьмой, четвертой и десятой, шестой и двенадцатой катушечными группами, с первым, вторым и третьим выводами, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и «звезды», образованной первой и седьмой, третьей и девятой, пятой и одиннадцатой катушечными группами с четвертым, пятым, шестым и седьмым выводами, причем вывод первый взят от объединенных начал второй и двенадцатой катушечных групп, вывод второй от объединенных начал четвертой и шестой катушечных групп, вывод третий от объединенных начал восьмой и десятой катушечных групп, вывод четвертый от начала первой катушечной группы, вывод пятый от начала пятой катушечной группы, вывод шестой от объединенных начал третьей, седьмой и одиннадцатой катушечных групп, вывод седьмой от начала девятой, катушечной группы, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец второй - с концом восьмой, конец третьей - с концом девятой, конец четвертой - с концом десятой, конец пятой - с концом одиннадцатой, конец шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, дополнительно выводы «треугольника» первый, второй, третий и выводы «звезды» четвертый, пятый и седьмой соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к генератору.

По данным научно-технической и патентной литературы, авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку оно работоспособно, и предлагается его использование в промышленности.

На фигуре 1 приведена схема двухполюсной обмотки асинхронного генератора, на фигуре 2 - схема внешних соединений обмотки, включения конденсаторов и нагрузки.

Согласно фигуре 1 автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой содержит 12 катушечных групп (1…12) с выводом 13 от начала 1 катушечной группы, с выводом 14 от объединенных начал 2 и 12 катушечных групп, с выводом 15 от начала 5 катушечной группы, с выводом 16 от объединенных начал 4 и 6 катушечных групп, с выводом 17 от объединенных начал 3, 7, 11 катушечных групп, с выводом 18 от начала 9 катушечной группы, с выводом 19 от объединенных начал 8 и 10 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 7 катушечной группы, конец 2-е концом 8, конец 3-е концом 9, конец 4-е концом 10, конец 5-е концом 11, конец 6-е концом 12 катушечной группы.

Согласно фигуре 2 двухполюсная обмотка асинхронного генератора состоит из «треугольника» образованного катушечными группами 2 и 8, 4 и 10, 6 и 12 с выводами 14, 16, 19, к которым присоединены конденсаторы возбуждения 23, 24, 25 и «звезды» образованной катушечными группами 1 и 7, 3 и 9, 5 и 11 с выводами 13, 15, 17, 18, дополнительно выводы «треугольника» 14, 16, 19 и выводы «звезды» 13, 15, 18 соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов 26-27, 28-29, 30-31, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы 20, 21, 22 для подключения нагрузки к асинхронному генератору.

Автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой работает следующим образом. При вращении ротора асинхронного генератора со скоростью выше скорости вращения магнитного поля, за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения 23, 24, 25 происходит процесс самовозбуждения асинхронного генератора.

При холостом ходе асинхронного генератора через последовательно соединенные компенсационные конденсаторы 26-27, 28-29, 30-31 токи не протекают, поскольку эти конденсаторы подключены к выводам равного потенциала. При включении трехфазной нагрузки на выводы 20, 21, 22 токи нагрузки, под действием ЭДС в частях треугольника и части звезды, протекают и через компенсационные конденсаторы 26-21, 28-29, 30-31 в каждой фазе. Реактивная мощность компенсационных конденсаторов 26-21, 28-29, 30-31 способствует компенсации размагничивающего действия реактивных составляющих токов нагрузки.

При включении однофазной нагрузки, например, к выводу 17 и 20, ток нагрузки под действием ЭДС в части звезды протекает через компенсационные конденсаторы 28 и 29. И в этом случае реактивная мощность компенсационных конденсаторов 28 и 29 способствует компенсации размагничивающего действия реактивной составляющей тока нагрузки в этой фазе.

Автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой, состоящей из двенадцати катушечных групп и конденсаторов возбуждения, отличающийся тем, что обмотка асинхронного генератора состоит из «треугольника», образованного второй и восьмой, четвертой и десятой, шестой и двенадцатой катушечными группами с первым, вторым и третьим выводами, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и «звезды», образованной первой и седьмой, третьей и девятой, пятой и одиннадцатой катушечными группами с четвертым, пятым, шестым и седьмым выводами, причем вывод первый взят от начала объединенных начал второй и двенадцатой катушечных групп, вывод второй - от объединенных начал четвертой и шестой катушечных групп, вывод третий - от объединенных начал восьмой и десятой катушечных групп, вывод четвертый - от начала первой катушечной группы, вывод пятый - от начала пятой катушечной группы, вывод шестой - от объединенных начал третьей, седьмой и одиннадцатой катушечных групп, вывод седьмой - от начала девятой катушечной группы, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец второй - с концом восьмой, конец третьей - с концом девятой, конец четвертой - с концом десятой, конец пятой - с концом одиннадцатой, конец шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, дополнительно выводы «треугольника» первый, второй, третий и выводы «звезды» четвертый, пятый и седьмой соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к генератору.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к синхронным ветрогенераторам и генераторам для малых ГЭС, в которых используется обмотка статора с дробным числом пазов на полюс и фазу, и может быть использовано в ветростанциях и малых ГЭС.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и касается выполнения электрических машин, в частности трехфазного асинхронного гидрогенератора, с ротором и статором, а также с обмоткой, включающей множество проходящих в осевом направлении, лежащих друг над другом в соответствующих пазах обмотки ярма стержней (17, 18) обмотки, причем стержни (17, 18) обмотки выступают из пазов обмотки на торцах машины и в лобовой части (13а, b) обмотки по заданной схеме многократно попарно электрически связаны друг с другом, причем верхний стержень (18) обмотки первого паза обмотки и соответственно второй стержень (17) второго паза обмотки таким образом согнуты друг на друга, что их концы (21, 22) в осевом направлении пересекаются друг над другом, а соединение (16) стержней (17, 18) обмотки электрически связанной пары стержней обмотки осуществляется с помощью цельного соединительного элемента (27).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сварочных асинхронных генераторах автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронных генераторах с конденсаторным возбуждением для автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве многофункциональных асинхронных электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве многофункциональных асинхронных электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в асинхронных генераторах с конденсаторным возбуждением для автономных электростанций.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве многофункциональных асинхронных электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники, касается механизмов перегрузочного оборудования и может быть использовано для совершения полезной работы по перемещению груза: барабанами спускоподъемных лебедок или ленточных транспортеров, катками тележек и кранов как в судовых, так и в береговых условиях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным электрическим двигателям и поворотным трансформаторам. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сварочных асинхронных генераторах автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронных генераторах с конденсаторным возбуждением для автономных электростанций. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве многофункциональных асинхронных электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве многофункциональных асинхронных электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в асинхронных генераторах с конденсаторным возбуждением для автономных электростанций.

Изобретение относится к автоматическому комбинированному микропроцессорному регулятору температуры тепловой машины с электрическим приводом вентилятора. Регулятор содержит датчик температуры тепловой машины, датчик мощности тепловой машины и датчик температуры охлаждающего воздуха, вентилятор охлаждения, управляющее устройство привода вентилятора. Вал тепловой машины соединен с валом синхронного генератора. Вал вентилятора охлаждения соединен с валом четырехскоростного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и с полюсопереключаемой статорной обмоткой. Статорная обмотка содержит 24 катушечных группы. Катушечные группы соединены с восемью переключателями катушечных групп и переключателем соединения двигателя со статорной обмоткой синхронного генератора. Датчик температуры тепловой машины подключен к первому сравнивающему устройству. Датчик мощности тепловой машины и датчик температуры охлаждающего воздуха связаны со вторым и третьим сравнивающими устройствами посредством первого и второго устройств коррекции статических характеристик датчиков. Первое, второе и третье сравнивающие устройства связаны соответственно с первым, вторым и третьим задающими устройствами и с устройством суммирования. Устройство суммирования подключено к управляющему устройству привода вентилятора. Технический результат заключается в повышении надежности электропривода системы регулирования температуры. 1 табл., 9 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветродвигателей иили гидродвигателей. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в обеспечении компенсации размагничивающего действия реактивных составляющих токов нагрузки и ротора путем исполнения обмотки в виде двух частей - треугольника и звезды с соединением их через конденсаторы, что обеспечивает повышение энергоэффективности автономного асинхронного генератора. Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом автономном асинхронном генераторе двухполюсная статорная обмотка, включающая двенадцать катушечных групп, состоит из «треугольника», образованного второй и восьмой, четвертой и десятой, шестой и двенадцатой катушечными группами с первым, вторым и третьим выводами, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и «звезды», образованной первой и седьмой, третьей и девятой, пятой и одиннадцатой катушечными группами с четвертым, пятым, шестым и седьмым выводами, причем вывод первый взят от начала объединенных начал второй и двенадцатой катушечных групп, вывод второй - от объединенных начал четвертой и шестой катушечных групп, вывод третий - от объединенных начал восьмой и десятой катушечных групп, вывод четвертый - от начала первой катушечной группы, вывод пятый - от начала пятой катушечной группы, вывод шестой - от объединенных начал третьей, седьмой и одиннадцатой катушечных групп, вывод седьмой - от начала девятой катушечной группы, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец второй - с концом восьмой, конец третьей - с концом девятой, конец четвертой - с концом десятой, конец пятой - с концом одиннадцатой, конец шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, дополнительно выводы «треугольника» первый, второй, третий и выводы «звезды» четвертый, пятый и седьмой соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к генератору. 2 ил.

Наверх