Система возбуждения синхронной машины

 

32II89

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М—

Заявлено 15.1 1/.1968 (№ 1234694/24-7) М.Кл. Н 02k 19/36

Н 02р 9/14 с присоединением заявок № 1256471/24-7

1270956/24-7

Государственный камнтет

Совета Мнннетрое СССР оо делам нэобретеннй н открытнй

Приоритет—

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 30.VII.1974.

УДК 621.3! 3.32.072,86 (088.8) Авторы изобретения

В С. Арутюнян и С. Г. Амамчян

Заявитель

СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Известна система возбуждения синхронной машины с совместно расположенными основной якорной обмоткой и многофазной дополнительной обмоткой, выполненной на утроенное число пар полюсов и питающей обмотку возбуждения через выпрямители.

С целью упрощения конструкции и повышения энергетических показателен машины Предлагается выполнить часть катушек дополнительной обмотки с сокращенным числом витков, уложпть на якоре вторую дополнительную обмотку, составленную из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, и подключить оое обмотки к выпрямителям, соединенным на стороне постоянного тока. Вторая дополнительная обмотка может быть подключена встречно к первой дополнительной обмотке. Дополнительная обмотка может быть соединена в открытый треугольник.

На фиг. 1 показана схема системы возбуждения с использованием энергии третьей и основной гармоник поля путем применения дополнительной обмотки с сокращенным числом катушек или витков в части катушек; на фиг.

2 — схема одной фазы дополнительной обмотки, образованной соединением в открытый треугольник одинаковых частей, сдвинутых на

120 эл. град. (при этом в одной из частей число катушек плп витков в одной из катушек меньше, чем в остальных двух частях фазЬ|); на фиг. 3 — схема фазы дополнительной обмотки с сокращенным числом катушек илп BHTgOB, намотанной из одинаковых катушек на утрОен5 ное число полюсов по отношению к числу полюсов основной якорной обмотки; на фиг..4 и

5 — векторные диаграммы фазы фпг. 2 соответственно для э. д. с. от основной и третьей гармоник поля при полной дополнительной об10 мотке и с сокращенным числом катушек Или витков; на фиг. 6 и 7 — векторные диаграМмы фазы фиг. 3 соответственно для э. д, ci от основной и третьей гармоник поля при полной дополнительной обмотке и с сокращенным чис15 лом катушек или витков; на фиг. 8 — схема системы возбуждения со второй дополнительной обмоткой, соединенной на стороне постоянного тока параллельно с первой дополнительной обмоткой; на фиг. 9 — то же, что и на

2р фиг. 8, но с последовательным соединением обмоток; на фиг. 10 — схема системы возбуждения со второй дополнительной обмоткой, составленной из катушек, дополняющих фазпые зоны первой дополнительной обмотки, 25 подключенной встречно к последней; на фиг.

11 — один из конструкторских вариантов схемы фиг. 10 с соединением второй дополнительной обмотки в открытый треугольник.

Система возбуждения синхронной машины

ЗЕ предусматривает наличие совместно располо321189 женных основной якорной обмотки 1 (фиг 1)

I! многофазной дополнительной обмотки 2, питающей через выпрямитель > обмотку возбуждения 4.

В каждой фазе дополнительной обмотки 2, выполненной на утроенное число пар полюсов, индуцпруется э. д. с. тройной и более высоких частот. Кроме того, для пополнения недостачи энергии возбуждения (прн холостом ходе машины и малых токах чагрузки) в поле дополнительной обмотки вводится энергия поля основной частоты за счет выключения из схемы фазы обмотки части ее витков или катушек (на фиг. 1 эта часть 5 обмотки обозначена пунктиром).

Каждая фаза дополнительной обмотки может быть выполнена либо соединением в открытый треуголвник трех одинаковых частей, смещенных HB 120 эл. град. в основном поле, намотанных по схеме, подобной основной оомотке 1, но с шагом, близким к диаметральному (фиг. 2); либо путем соединения катушек с шагом, близким к 1/3 диаметрального, собранных по схеме утроенного числа полюсов по отношению к основному полю (фиг. 3). Части фазы обмотки соединяют так, что часть оомотки Сь показанная пунктиром (фиг. 2), из электрической схемы изъята. В общем объеме дополнительной обмотки число исключаемыx элементов составляет лишь несколько процентов, так как относительное содержание основной гармоники в результирующем

v0.Iñ значительно выше содержания высших гармонических составля1ощих.

В обычных обмотках геометрическая сумма э. д. с. от основного поля равна нулю, поэтому устранение из схемы хотя бы небольшого числа элементов приводит к появленшо заметной составляющей э. д. с. от основной частоты (фнг. 4 — 7), которая при соответствующем вы боре числа устраняемых из схемы элементов позволяет добиться желаемого воздействия на величину мощности возбуждения, особенно при малых нагрузках машины.

Величина индуцированной э. д. с. основной частоты при этом соответствует вектору, сое дипяющему точки Н> и К диаграммы. В то же время и э. д. с. от третьей гармоники поля г1ретерпевает уменьшение, хотя н небольшое (фпг. 4 — 7), Величина э, д. с. от третьей гар моники поля прп этом соответствует векторам, соединяющим точки диаграмм Нз и К.

В каждой фазе дополнительной оомотки

"действует э. д. с. основной частоты е> (фиг. 1) и тройной е>. В устраняемой из электрической схемы части фазы 5, сохраняемой в пазах машины, наводятся э, д. с. — e!, равная и проти: воположно направленная э. д. с. е!, вводимой в остальную часть обмотки, обеспечивающую основную долю тока возбуждения, н э. д. с.

:тройной частоты е з, совпадающая с ез по направлению. ПередвиженИем нулевой точки мож но установйть требуемое соотношение между э.д.с.е! ие;. г

55 б0

Для лучшего использования дополнительной обмотки и места на якоре, предназначенного для ее размещения, ранее исключаемую из электрической схемы часть дополнительной обмотки (фиг. 1) можно не устранять из процесса обеспечения возбуждения, а использовать для этой цели. Для этого откл1очаемую часть фазы 5 можно соединить с обмоткой возбуждения 4 через выпрямитель 6 параллельно другой, ранее используемой, части 2 (фиг. 8) или последовательно с ней (фиг. 9). При этом мощность, поступающая в обмотку возбуждения 4, возрастает. В этом добавлении сильнее выражается составляющая от поля основной частоты. Обмотки 2 и 5 (фиг. 8, 9), установленные вместе с основной обмоткой 1 в пазах якоря, па якоре непосредственных электрических соединений между собой не имеют. Однако части обмоток 2 и 5 можно соединить одним из нескольких возможных способов (фиг. 10, 11), чтобы получить требуемое значение энергии от основной гармоники поля.

На фиг. 10 часть фазы 5 соединена встречно с большей частью фазы 2, что приводит к сложепшо э. д. с. от основной гармоники поля в обеих частях: ei+ei =2ei и к вычитаншо э. д. с. о" третьей гармоники поля: ез — е;.

1-1а фиг. 11 показана схема соединения частей обмотки 2 и 5, где мощность от основной гармоники поля при.том >ке количестве витков в частях обмотки 2 и 5, что и в схеме на фпг. 10, отлична от мощности, получаемой в этой схеме, а э. д. с. от третьей гармоники в части 5 обмотки, соединенной в открытый треугольник, скомпепсирована и пе вычитается из э. д. с. основной части обмотки.

Таким образом, использование второй дополнительной обмотки, составленной из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, позволяет обеспечить необходимое соотношение разночастотных э. д. с., обусловливающих характер саморегулирования возбуждения, и 11081>IcHTb энергетические показатели системы возбуждения, встроенной в данном случае в машину.

Предмет изобретения

1. Система возбуждения синхронной машины с совместно располо>кенными основноп якорной обмоткой и многофазной дополнительной обмоткой, выполненной на утроенное число пар полюсов и питающей обмотку возбуждения через выпрямители, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения энергетических показателей, часть катушек дополнительной обмотки выполнены с сокращенным числом витков.

2. Система возбуждения по и. 1, отличающаяся тем, что на якоре уложена вторая дополнительная обмотка, составленная из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, и обе обмотки подк.почены к выпрямителям, соединсHHhIM па стороне пос321189 тоянного тока.

3. Система возбуждения по п. 1, отличающаяся тем, что на якоре уложена вторая дополнительная обмотка, составленная из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, и подключена встречно к последней.

4. Система возбуждения по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительная обмотка doe5 динена в открытый треугольник.

Приоритет по п. 3 — от 23.IX.1968 г„

321189

4 иг 5

Фин. 1б о- ог б г ам %vs

Фиг. II фц . r

Составитель М. Кузнецова

Редактор Б. Федоров Техред 3. Тараненко Корректор М, Лейзерман

Заказ 1224 Изд. 248 Тираж 743 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Мытищинская типография