Асинхронный генератор с восьмиполюсной статорной обмоткой

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронных генераторах автономных электростанций. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в повышении энергоэффективности асинхронного генератора путем выполнения частей фазных обмоток проводом разного сечения. Часть фазной обмотки с большей векторной суммой токов нагрузки и намагничивания выполняется проводом большего сечения, другая часть фазной обмотки с меньшей векторной суммой токов нагрузки выполняется проводом меньшего сечения. В предлагаемом асинхронном генераторе с восьмиполюсной статорной обмоткой из двадцати четырех катушечных групп (с первой по двадцать четвертую) и конденсаторов возбуждения, согласно изобретению, первый вывод взят от объединенных начала первой и конца шестой катушечных групп, второй вывод взят от объединенных конца второй и начала третьей катушечных групп, третий вывод взят от объединенных конца четвертой и начала пятой катушечных групп, четвертый вывод взят от объединенных конца девятнадцатой и начала двадцатой катушечных групп, пятый вывод взят от объединенных конца двадцать первой и начала двадцать второй катушечных групп, шестой вывод от объединенных конца двадцать третьей и начала двадцать четвертой катушечных групп, при этом конец первой катушечной группы соединен с началом седьмой катушечной группы, начало второй - с концом восьмой, конец третьей - с началом девятой, начало четвертой - с концом десятой, конец пятой - с началом одиннадцатой, начало шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, конец седьмой - с началом тринадцатой, начало восьмой - с концом четырнадцатой, конец девятой - с началом пятнадцатой, начало десятой - с концом шестнадцатой, конец одиннадцатой - с началом семнадцатой, начало двенадцатой - с концом восемнадцатой, конец тринадцатой - с началом девятнадцатой, начало четырнадцатой - с концом двадцатой, конец пятнадцатой - с началом двадцать первой, начало шестнадцатой - с концом двадцать второй, конец семнадцатой - с началом двадцать третьей, начало восемнадцатой катушечной группы с концом двадцать четвертой катушечной группы, при этом конденсаторы возбуждения соединены с первым, вторым и третьим выводами, а нагрузка генератора соединена с четвертым, пятым и шестым выводами. 8 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных генераторах автономных электростанций на частоту тока 200 Гц при частоте вращения приводного двигателя близкой к 3000 об/мин или на частоту тока 400 Гц при частоте вращения приводного двигателя близкой к 6000 об/мин.

Известен асинхронный генератор на частоту тока 200 Гц с восьмиполюсной статорной обмоткой, состоящей из 18 катушечных групп с выводами от начал 1, 7, 13 катушечных групп, с соединением конца 1 катушечной группы с началом 10 катушечной группы, конца 7 с началом 16, конца 13 с началом 4, при этом выводы взяты от объединенных концов 3 и 5 катушечных групп, от объединенных концов 9 и 11 катушечных групп, от объединенных концов 15 и 17 катушечных групп, начало 3 катушечной группы соединено с концом 12 катушечной группы, начало 5 с концом 14, начало 9 с концом 18, начало 11 с концом 2, начало 15 с концом 6, начало 17 с концом 8, объединены начала 18, 8 и конец 4 катушечных групп, начала 12, 2 и конец 16 катушечных групп, начала 6, 14 и конец 10 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки (патент RU 2316880, БИ №4, 2008).

Недостаток известной обмотки в том, что при включении нагрузки к асинхронному генератору она характеризуется повышенным дифференциальным рассеянием, что снижает эксплуатационные характеристики генератора.

Известна восьмиполюсная статорная обмотка асинхронного генератора на частоту тока 200 Гц из 24 катушечных групп с выводами от начал 1, 2, 3 катушечных групп с конденсаторами возбуждения, с выводами от объединенных конца 12 и начала 15 катушечных групп, от объединенных конца 10 и начала 13 катушечных групп, от объединенных конца 11 и начала 14 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 4, конец 4 - с началом 7, конец 7 - с началом 10, конец 13 - с началом 16, конец 16 - с началом 19, конец 19 - с началом 22, конец 2 - с началом 5, конец 5 - с началом 8, конец 8 - с началом 11, конец 14 - с началом 17, конец 17 - с началом 20, конец 20 - с началом 23, конец 3 - с началом 6, конец 6 - с началом 9, конец 9 - с началом 12, конец 15 - с началом 18, конец 18 - с началом 21, конец 21 - с началом 24, объединены концы 22, 23, 24 катушечных групп (рисунок 14.1 на странице 239 книги Богатырева Н.И., Ванурина В.И., Вронского О.В. «Схемы статорных обмоток, параметры и характеристики электрических машин переменного тока», Краснодар 2007 - прототип).

Недостаток известной обмотки в сложности ее укладки в пазы статора.

Техническим результатом изобретения является упрощение выполнения обмотки и повышение энергоэффективности асинхронного генератора.

Поставленная задача достигается тем, асинхронный генератор с восьмиполюсной статорной обмоткой из двадцати четырех катушечных групп (с первой по двадцать четвертую) и конденсаторов возбуждения, согласно изобретению первый вывод взят от объединенных начала первой и конца шестой катушечных групп, второй вывод взят от объединенных конца второй и начала третьей катушечных групп, третий вывод взят от объединенных конца четвертой и начала пятой катушечных групп, четвертый вывод взят от объединенных конца девятнадцатой и начала двадцатой катушечных групп, пятый вывод взят от объединенных конца двадцать первой и начала двадцать второй катушечных групп, шестой вывод от объединенных конца двадцать третьей и начала двадцать четвертой катушечных групп, при этом конец первой катушечной группы соединен с началом седьмой катушечной группы, начало второй - с концом восьмой, конец третьей - с началом девятой, начало четвертой - с концом десятой, конец пятой - с началом одиннадцатой, начало шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, конец седьмой - с началом тринадцатой, начало восьмой - с концом четырнадцатой, конец девятой - с началом пятнадцатой, начало десятой - с концом шестнадцатой, конец одиннадцатой - с началом семнадцатой, начало двенадцатой - с концом восемнадцатой, конец тринадцатой - с началом девятнадцатой, начало четырнадцатой - с концом двадцатой, конец пятнадцатой - с началом двадцать первой, начало шестнадцатой - с концом двадцать второй, конец семнадцатой - с началом двадцать третьей, начало восемнадцатой катушечной группы с концом двадцать четвертой катушечной группы, при этом конденсаторы возбуждения соединены с первым, вторым и третьим выводами, а нагрузка генератора соединена с четвертым, пятым и шестым выводами.

Новизна заявляемого технического решения достигается за счет того, что первый вывод взят от объединенных начала первой и конца шестой катушечных групп, второй вывод взят от объединенных конца второй и начала третьей катушечных групп, третий вывод взят от объединенных конца четвертой и начала пятой катушечных групп, четвертый вывод взят от объединенных конца девятнадцатой и начала двадцатой катушечных групп, пятый вывод взят от объединенных конца двадцать первой и начала двадцать второй катушечных групп, шестой вывод от объединенных конца двадцать третьей и начала двадцать четвертой катушечных групп, при этом конец первой катушечной группы соединен с началом седьмой катушечной группы, начало второй - с концом восьмой, конец третьей - с началом девятой, начало четвертой - с концом десятой, конец пятой - с началом одиннадцатой, начало шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, конец седьмой - с началом тринадцатой, начало восьмой - с концом четырнадцатой, конец девятой - с началом пятнадцатой, начало десятой - с концом шестнадцатой, конец одиннадцатой - с началом семнадцатой, начало двенадцатой - с концом восемнадцатой, конец тринадцатой - с началом девятнадцатой, начало четырнадцатой - с концом двадцатой, конец пятнадцатой - с началом двадцать первой, начало шестнадцатой - с концом двадцать второй, конец семнадцатой - с началом двадцать третьей, начало восемнадцатой катушечной группы с концом двадцать четвертой катушечной группы, при этом конденсаторы возбуждения соединены с первым, вторым и третьим выводами, а нагрузка генератора соединена с четвертым, пятым и шестым выводами.

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 восьмиполюсной статорной обмотки асинхронного генератора; на фигуре 2 - схема соединения конденсаторов возбуждения, направление токов возбуждения и ЭДС при холостом ходе асинхронного генератора; на фигуре 3 - направление тока в катушках обмотки относительно выводов 25, 28, 26 и 28, 26, 29; на фигуре 4 и 5 - векторная диаграмма ЭДС и токов при холостом ходе асинхронного генератора; на фигуре 6 - схема соединения нагрузки и направление токов возбуждения, токов нагрузки и токов обмоток генератора; на фигуре 7 и 8 - векторная диаграмма токов в частях обмотки при активной нагрузке (на примере фазы А) и характер изменения токов в частях фазной обмотки с ростом тока нагрузки.

Согласно фигуре 1 схема восьмиполюсной статорной обмотки асинхронного генератора содержит 24 катушечные группы (1…24) с выводом 25 от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, с выводом 26 от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, с выводом 27 от объединенных конца 4 и начала 5 катушечных групп, с выводом 28 от объединенных конца 19 и начала 20 катушечных групп, с выводом 29 от объединенных конца 21 и начала 22 катушечных групп, с выводом 30 от объединенных конца 23 и начала 24 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 7 катушечной группы, начало 2 - с концом 8, конец 3 - с началом 9, начало 4 - с концом 10, конец 5 - с началом 11, начало 6 - с концом 12 катушечной группы, конец 7 - с началом 13, начало 8 - с концом 14, конец 9 - с началом 15, начало 10 - с концом 16, конец 11 - с началом 17, начало 12 - с концом 18, конец 13 - с началом 19, начало 14 - с концом 20, конец 15 - с началом 21, начало 16 - с концом 22, конец 17 - с началом 23, начало 18 катушечной группы с концом 24 катушечной группы.

Согласно фигуре 2 конденсаторы возбуждения 31, 32, 33 включены на выводы 25, 26 и 27. При холостом ходе генератора магнитный поток от токов намагничивания (фигура 5) iµA, iµB, iµC индуцирует относительно выводов (25 и 26) и (28 и 29), например, фазной обмотки А одинаковые по величине ЭДС Е25-26 и Е28-29 со смещением на угол 60° (фигура 4). На фигуре 3 стороны катушек фазы А обозначены квадратами, фазы В треугольниками и фазы С кругами (отмечено и расположение выводов). Как относительно выводов 25 и 26, так и относительно выводов 28 и 29 фазные зоны составляют 120 электрических градусов.

Согласно фигурам 6-8 при включении активной нагрузки 34 на выводы 28, 29, 30 векторная сумма токов возбуждения и нагрузки в частях фазной обмотки (на примере фазы А) составляют разные значения. При диаметральном шаге расположения сторон катушек частей фазных обмоток, с большим и малым токами в одних и тех же пазах позволяет выполнять катушки частей обмоток проводом разного сечения, что до определенного уровня степени загрузки (до 50-60%) способствует заметному снижению потерь в статорной обмотке.

Асинхронный генератор с восьмиполюсной статорной обмоткой работает следующим образом. При вращении ротора асинхронного генератора со скоростью выше скорости вращения магнитного поля, за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения 31, 32, 33 происходит процесс самовозбуждения асинхронного генератора.

При холостом ходе асинхронного генератора по обмоткам статора протекает емкостной ток намагничивания iµA, iµB, iµC. Этот ток создает магнитный поток, который индуцирует относительно выводов (25 и 26) и (28 и 29), например, фазной обмотки А одинаковые по величине ЭДС Е25-26 и Е28-29 со смещением на угол 60°.

При включении нагрузки, например, к выводам 28, 29, 30 кроме тока намагничивания iµA, iµB, iµC появляется ток нагрузки iA, iB, iC (фигура 6 и 7).

Ток нагрузки и ток возбуждения в частях фазной обмотки составляют разные значения (фигура 8). Это позволяет выполнять катушки частей обмоток проводом разного сечения, что до определенного уровня степени загрузки (до 50-60%) способствует заметному снижению потерь в статорной обмотке.

Асинхронный генератор с восьмиполюсной статорной обмоткой из двадцати катушечных групп (с первой по двадцать четвертую) и конденсаторов возбуждения, отличающийся тем, что первый вывод взят от объединенных начала первой и конца шестой катушечных групп, второй вывод взят от объединенных конца второй и начала третьей катушечных групп, третий вывод взят от объединенных конца четвертой и начала пятой катушечных групп, четвертый вывод взят от объединенных конца девятнадцатой и начала двадцатой катушечных групп, пятый вывод взят от объединенных конца двадцать первой и начала двадцать второй катушечных групп, шестой вывод взят от объединенных конца двадцать третьей и начала двадцать четвертой катушечных групп, при этом конец первой катушечной группы соединен с началом седьмой катушечной группы, начало второй - с концом восьмой, конец третьей - с началом девятой, начало четвертой - с концом десятой, конец пятой - с началом одиннадцатой, начало шестой - с концом двенадцатой катушечной группы, конец седьмой - с началом тринадцатой, начало восьмой - с концом четырнадцатой, конец девятой - с началом пятнадцатой, начало десятой - с концом шестнадцатой, конец одиннадцатой - с началом семнадцатой, начало двенадцатой - с концом восемнадцатой, конец тринадцатой - с началом девятнадцатой, начало четырнадцатой - с концом двадцатой, конец пятнадцатой - с началом двадцать первой, начало шестнадцатой - с концом двадцать второй, конец семнадцатой - с началом двадцать третьей, начало восемнадцатой катушечной группы - с концом двадцать четвертой катушечной группы, при этом конденсаторы возбуждения соединены с первым, вторым и третьим выводами, а нагрузка генератора соединена с четвертым, пятым и шестым выводами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается особенностей конструктивного выполнения обмоток статоров и роторов электрических машин.

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности, к обмоткам статоров электрических машин трехфазного переменного тока. Техническим результатом являются ослабление высших пространственных гармоник магнитного поля, приближение распределения магнитного поля в зазоре машин к синусоидальному.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в любой промышленности и на транспорте, а также при создании объектов, к которым предъявляются высокие требования относительно уровня шумов и вибраций.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветродвигателей и/или гидродвигателей.

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 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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветродвигателей и/или гидродвигателей.

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 асинхронных генераторов автономных электростанций. Технический результат - расширение области применения многофункциональных автономных асинхронных генераторов, позволяющее изменять мощность генератора и подключать нагрузку на разное напряжение. Технический результат достигается тем, что в многофункциональном автономном асинхронном генераторе с конденсаторным возбуждением и статорной обмоткой из шести катушечных групп, имеющих выводы, первый вывод обмотки взят от объединенных конца четвертой и начала первой катушечных групп, второй вывод взят от объединенных конца первой и начала второй катушечных групп, третий вывод взят от объединенных конца шестой и начала третьей катушечных групп, четвертый вывод взят от объединенных конца третьей и начала четвертой катушечных групп, пятый вывод взят от объединенных конца второй и начала пятой катушечных групп, шестой вывод взят от объединенных конца пятой и начала шестой катушечных групп, параллельно названным выводам обмотки статора и последовательно между собой по схеме «треугольник» соединены шесть конденсаторов возбуждения с возможностью соединения этих конденсаторов и выводов второго, четвертого и шестого по схеме «двойная звезда», а нагрузка подключена к этим выводам в соответствии с требуемой для нагрузки величиной напряжения и числом фаз. 4 ил.
Наверх