Бесконтактный синхронный генератор

 

О П И С А Н И Е ЗО279О

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Са сз Советских

Соцналисти вских

Рвспубгак

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.V.1969 (№ 1330784/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликова <о 28ЛЪ .1971. Бюллетень ¹ 15 лата опубликования описания 7.Х. i971

МПК Н 02k 19/22

Ною",итат по делам иза0рвтвний и открытий при Совете й1инистров

СССР

УДК 621.313.392 (088.8) Авторы изобретения

Л. М. Паластин, А. М. Платонов и Л. Б. Серебряиик

Заявитель

БЕСКОНТАКТНЫЙ СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Известны бесконтактные синхронные генеpnTopbl c двумя отдельными якорными обмотками на пакетах статора и двумя индукторами, возбуждаемыми от отдельных кольцевых регулировочных обмоток, расположенных на боковых сторонах общего кольцевого ярма, отделенного кольцевым зазором от втулки ротора.

Целью изобретения является повышение экономичности регулирования напряжения независимых якорных оомоток.

Для этого внутренняя часть ярма выполнена с вилкообразным сечением и образует кольцевую обойму, в которой размещена дополнительная кольцевая обмотка, подключенная к источнику заданного напряжения, а боковые обмотки возбуждения включены согласно по направлению потоков в рабочих зазорах пакетов.

На фиг. 1 схематически изображен предложенный генератор; на фиг. 2 — генератор, являющийся комбинацией двух сексинов.

Генератор является двухпакетным с обмотками якорей 1 и 2, имеющими различные номинальные данные. Против торцовых статоров на осевой втулке 8 размещены две полюсные системы 4 и 5, -,îñòîÿùèå из внешних и внутренних звездочек полюсов, применяемых в бесконтактных торцовых синхронных генераторах. Между роторами размещено ярмо 6, выполненное в виде трехэлементного магнитомягкого шунта, на котором размещены три обмотки 7, 8 и 9 возбуждения. Магнитный

III) HT с обмотками возбуждения крепится к

5 наружному ярму 10.

Каждый из якорей 1 и 2 может иметь различные напряжения, числа фаз и частоты. Полюсные системы ротора могут иметь различные числа полюсов.

10 На фпг. 1 показано также распределение магнитных потоков возбуждения. Первая обмотка 7 возбуждения левого пакета создает основной магнитный поток Фь проходягций ерез осевуiо втулку 8, полюс 4, зазор б, ста15 тор якоря 1, полюс 2, добавочный зазор Л„, наружное ярмо 10, сердечник и левую развилку:,магнитного ярма о и добавочный зазор Л„.

Вторая обмотка 8 возбуждения правого пакета создает основной магнитный поток Фg, 20 проходящий аналогично потоку Ф;, за исключением ответвления в правую развилку магнитного шунта. Третья обмотка 9 возбуждения, находящаяся между развилками магнитного шунта, создает основной магнитный по25 ток Фз, который проходит последовательно по соответствуюгцим полюсным системам, якорям, ярму и осевой втулке и является общим потоком оооих якореи.

Ьажной составляющей потока. создаваемо30 го третьей обмоткой возбуждения, является

302790

3 поток рассеяния Фау,, проходящий по осевой втулке и обоим развилкам ярма 6 через добавочные зазоры Л„и не попадающий в сердечник магнитного шунта.

В сердечнике магнитного шунта основные потоки возбуждения Ф и Ф,, создаваемые первой и второй обмотками возбуждения соответственно, направлены встречно. Благодаря этому при изменении режима нагрузки, например якоря 1, реакция якоря уменьшает поток возбуждения Фь за счет чего изменяется величина разности потоков в сердечнике магнитного шунта, а поток Ф, второго якоря остается практически неизменным. При вступлении в работу регулятора напряжения путем соответствующего увеличения намагничивающей силы (н.с.) первой обмотки возбуждения будут восстановлены потоком Ф и разность потоков в сердечнике магнитного шунта Ф вЂ”

Ф при практически неизменных величинах н.с. второй обмотки возбуждения и потока Ф>.

Лналогичный процесс имеет место при изменении режима нагрузки в якоре 2 генератора.

При одновременном изменении режимов нагрузки в обоих якорях регуляторы напряжения восстановят необходимые величины напряжений UI и U за счет изменения н.с. Е и Е и потоков Ф, и Ф регулировочных обмоток. В результате этого будет изменяться величина разности потоков в сердечнике магнитного шунта.

Так как при отсутствии н.с. в третьей обмотке возбуждения составляющая потока Ф от н.с. первой обмотки возбуждения значительно меньше, чем составляющая потока Ф от своей н.с. (Е ) второй обмотки возбуждения, то влияние н.с. первой обмотки возбуждения на суммарный поток другого якоря будет значительно меньше, чем на одну его составляющую. Однако даже незначительное изменение составляющей Фq потока возбуждения якоря (от н.с. реакции первого) восстанавливается регулятором напряжения путем изменения н.с. Е . второй обмотки возбуждения. При этом имеет место обратное влияние второй обмотки возбуждения на поток возбуждения Ф первого якоря. Изменение составляющей потока первого якоря от изменения н.с. второй обмотки возбуждения при работе регулятора напряжения не превышает 0,04—

0,5,р. Наличие составляющей потоков от н.с.

Ез еще больше ослабляет рассматриваемую взаимосвязь потоков.

Третья обмотка возбуждения создает две одинаковые составляющие Фз рабочих потоков в расточках якорей, обусловленные половинной величиной н.с. Е.-. В зависимости от условий изменения нагрузок в якорях третья обмотка возбуждения может выполнять различные функции. Она существенно упрощает схемы регулирования выходных напряжений и уменьшает вес и стоимость регулировочпой аппаратуры. Величина н.с. Ез может быть выбрана такой, что будет обеспечивать необходимые потоки (или напряжения) холостого зо

65 хода или даже компенсировать некоторую часть реакции якорей (если их нагрузки не снижаются до нулевых значений). В этом случае для регулирования выходных напряжений потребуются незначительные величины н с. Е и Е и мощностей первой и второй обмоток возбуждения, что позволит вместо регуляторов напряжения применить малогабаритные и экономичные корректоры напряжения. Создаваемый третьей обмоткой возбуждения поток рассеяния Ф ;, в развилках магнитного шунта направлен встречно потокам Ф, и Ф . Величина его за счет варьирования размеров шунта, осевой расточки и зазора Л„может быть выбрана в необходимом соотношении относительно потоков Ф, и Ф, при котором обеспечиваются равномерные и оптимальные сечения сердечника и ярма. Так как в сердечнике и ярме соответствующие потоки направлены встречно (Ф> — Ф ), (@i—

Фо ., ) и (Ф,— Фо1, ), то ярмо имеет минимальный вес и может быть использовано одновременно как конструктивный элемент для крепления обмоток возбуждения к корпусу генератора и устройства каналов их охлаждения.

Если для компенсации изменения составляющей потока Ф изменить н.с. Е, то ее реакция на составляющие потоков в якорях уменьшится и составит сотые доли процента.

Если третью обмотку возбуждения запитать постоянным током и не использовать для работы с регулятором или в схеме компаундирования, то она будет создавать постоянные составляющие в двух других потоках возбуждения, не зависящие от изменения нагрузок якорей.

Из приведенных соотношений потоков и фактических величин рабочих и добавочных воздушных зазоров следует, что в генераторе обеспечивается автономное и экономичное регулирование потоков и выходных напряжений, благодаря практическому отсутствию взаимного влияния н.с. реакции якорей на н.с. обмоток возбуждения.

Генератор с тремя обмотками возбуждения, образу.ющими три попарно встречно направленных магHHTHblx потока, может быть применен для автономного и экономичного регулирования напряжений различных комбинаций бесконтактных синхронных машин (двух машин с вышезамкнутым магнитным потоком, двух сексинов, двух полусексинов и др.).

В генераторе на сексинах 11 и 12 (фиг. 3) ярмо выполнено с наружной кольцевой частью 18, в середине которой к ее внутренней поверхности прикреплен комплект с тремя обмотками возбуждения. Наружная цилиндрическая поверхность ярма размещена коаксиально по отношению к ротору сексина с добавочным зазором Л по аналогии с размещением обмоток возбуждения сексина. Я рмо прикреплено к общему корпусу из немагнит302790 ного материала, в котором размещены сексины.

Следовательно, ярмо б с трехэлементным магнитным шунтом и тремя обмотками возбуждения является универсальным и обеспечивает автономное и экономичное регулирование напряжений двух якорей, входящих в различные комбинации из двух известных типов бесконтактных синхронных генераторов.

Предмет изобретения

Бесконтактный синхронный генератор с двумя отдельными якорными обмотками на пакетах статора и двумя индукторами, возбуждаемыми от отдельных кольцевых обмоток, расположенных на боковых сторонах общего среднего ярма, отделенного кольцевым зазо5 ром от втулки ротора, отличаюшийся тем, что, с целью повышения экономичности регулирования напряжений независимых якорных обмоток, внутренняя часть среднего ярма выполнена с вилкообразным сечением и обраlo зует кольцевую обойму, в которой размещена дополнительная кольцевая обмотка, подключенная к источнику заданного напряжения, а боковые обмотки возбуждения включены согласно по направлению потоков в рабочих

15 зазорах пакетов.

302790 фиг.2

Составитель В. Ратайко

Редактор Е. Кравцова Техред А. А. Камышникова Корректор А. П. Васильева

Заказ 2642/5 Изд. № 1048 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2