Система синхронной связи

 

Эй 69777

Класс 21с, 46m

ССССО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СЯИДЕТЕЛЬСТ8У

Г. Е. Пухов

СИСТЕМА СИНХРОННОЙ СВЯЗИ С БЕСКОНТАКТНЫМИ

ИНДУКЦИОННЫМИ МАШИНАМИ

Заявлено 15 октября 1946 г, за № 1602(348730) в Министерство электропромышленности СССР

Основное авт. св, № 67799 от 28 февраля 1947 г. на имя А, Д. Имас

Употребляемые во многих системах синхронной связи бесконтактные индукционные машины (бесконтактные сельсины) наряду с преимуществами, обусловленными отсутствием у них контактных колец, обладают двумя существенными недостатками: а) сложностью конструкции вследствие наличия разрезного ротора и дополнительного магнитопровода, служащего для проведения магнитного потока возбуждения, и б) невозможностью, в силу самого принципа работы, применения индукционных машин в системах синхронной связи на трехфазном токе.

Для устранения этих недостатков и использования машин с магнитной системой по типу обычной асинхронной машины предлагается, согласно изобретению, применить в качестве датчика и приемника машины по авт. св. № 67799 с двумя обмотками на статоре, имеющими разное (кратное и четное число раз) число полюсов и используемыми одна — в качестве первичной, т. е. для приключения к питающей цепи, а другая — в качестве вторичной, т. е. для приключения к вторичной обмотке другой машины, и с двумя такими же обмотками на роторе, включенными одна на другую. В системе могут быть применены машины с многофазной (например, трехфазной) первичной обмоткой.

Принципиальная схема предлагаемой системы синхронной связи на трехфазном токе показана на фиг. 1, а на однофазном — на фиг. 2.

На фиг. 3 приведена схема обмоток индукционной машины (для одной фазы), где А, и А — начала обмоток, а.Х, и Х вЂ” концы.

Весконтактная индукционная машина состоит из статора и ротора, по конструкции аналогичных статору и ротору обычной асинхронной машины. На статоре, как и на роторе, размещены по две системы обмоток I, 1 и 2, 2 . Одна система обмоток, например 1 — 1, выполняется двухполюсной (2р1 — — 2), вторая — четырехполюсная (2р,=4). № 69777

При применении индукционных машин в системах трехфазного тока обе обмотки статора как датчика Д, так и приемника П (фиг. 1) делаются многофазными (например, трехфазными), причем в сеть переменного тока может включаться любая из них. Вторая же обмотка статора датчика соединяется с аналогичной обмоткой приемника по схеме, приведенной на фиг. 1.

В случае применения индукционных машин в системах синхронной связи однофазного тока обмотка 1, включаемая в сеть, делается однсфазной (фиг. 2). Трехфазные же статорные обмотки 2 датчика и привмника соединяются между собой так же, как и в предыдущем случае.

Что касается обмоток ротора, то они как у трехфазных, так и у однофазных машин выполняются трехфазными и соединяются между собой так, чтобы в случае протекания по ним токов, сдвинутых по фазе на одну треть периода, вращение двухполюсного и четырехполюсного магнитных полей происходило в одну сторону.

Принцип работы индукционной машины основан на том, что коэффициент взаимной индукции между двухполюсными и четырехполюсными обмотками равен нулю (фиг. 3) и, кроме того, на том, что положение ротора определяет у трехфазной машины сдвиг по фазе между э.д.с. статорных обмоток 1 и 2, а однофазной — величину э.д.с. в каждой из фаз второй обмотки 2 статора.

Из-за равенства нулю упомянутого коэффициента взаимоиндукции магнитная связь между обмотками статора 1 и 2 осуществляется не непосредственно, а через промежуточное звено в виде обмоток ротора.

Рассмотрим работу системы синхронной связи с применением трехфазных бесконтактных индукционных машин (фиг. 1).

При повороте ротора машины на угол 0 сдвиг по фазе между э.д.с. статорных обмоток его изменится на угол:

0 з=0 и+ зз=РЛ вЂ” Рз0=(Р— Рз) 0> (1) где 0 з — угол сдвига между э.д.с. статорной обмотки, включенной в сеть, и э.д.с. в роторной цепи, 0 q3 — угол сдвига между э.д.с. роторной цепи и э.д.с. второй обмотки статора, соединенной с обмоткой другой индукционной машины.

В рассматриваемом случае числа пар полюсов обмоток равны р> — — 1 и р> — — 2, следовательно, 0 з (2)

Знак минус указывает на то, что сдвиг ротора IIQ направлению вращения двухполюсного поля вызывает отставание по фазе э.д.с., индуктируемой во второй обмотке статора, по отношению к э.д.с. обмотки, включенной в сеть.

При одинаковом положении роторов датчика и приемника относительно осей обмоток статоров э.д.с., наводимые во вторых обмотках статора, будут в соответствующих фазовых обмотках равны и противоположны по направлению и, следовательно, никаких уравнительных токов между датчиком и приемником возникать не будет. Если же ротор датчика повернуть на некоторый угол относительно ротора приемника, то в цепи возникнет уравнительный ток и появится вращающий момент, стремящийся повернуть ротор приемника в положение, одинаковое с положением ротора датчика. Система в пределах одного оборота обладает весьма ценным свойством самосинхронизации, что видно из равенства (2), предлагаемая машина эквивалентна двухполюсной машине.

Рассмотрим теперь работу машины в однофазной системе синхрон-. ной связи (фиг. 2). № 69777

Однофазный переменный ток создает в первых (двухполюсных 06мотках статора пульсирующий однофазный поток, который индуктирует в цепи ротора три э.д.с., совпадающие по фазе, но отличающиеся друг от друга по величине, которая зависит от положения роторных обмоток относительно обмоток статора. Протекание токов по обмоткам ротора приведет к появлению четырехполюсного пульсирующего магнитного поля, которое наведет э.д.с. во второй обмотке 2 статора. При одинаковых положениях роторов датчика и приемника эти (третичные) э.д.с. во вторых стоторных обмотках уравновешиваются, и в цепи ток отсутствует. При сдвигании же одного из роторов на какой-либо угол величины э.д.с. в соответственных статорных обмотках 2 оказываются различными (по фазе они по-прежнему совпадают, так как система однофазная), в силу чего возникает уравнительный ток, вызывающий машинах вращающие моменты, стремящиеся, как и в трехфазной системе, привести роторы в одинаковое положение по отношению к обмоткам статоров.

Результаты проведенных испытаний системы подтвердили высказанные выше соображения. Так, при повороте ротора датчика на один оборот ротор четырехполюсного асинхронного двигателя делал лишь пол-оборота, что и должно было быть, так как предлагаемая бесконтактная машина (бесконтактный сельсин), как уже указывалось выше, эквивалентна двухполюсной машине.

Предмет изобретения

1. Система синхронной связи с бесконтактными индукционными машинами (бесконтактные сельсины), отличающаяся тем, что, с целью использования машин с магнитной системой по типу обычной асинхронной машины. в качестве датчика и приемника применены машины по авт. св. № 67799 с двумя обмотками на статоре, имеющими разное (кратное и четное число раз) число полюсов и используемыми одна — в качестве первичной, т. е. для приключения к питающей цепи, а другая — в качестве вторичной, т. е. для приключения к вторичной обмотке другой машины, и с двумя такими же обмотками на роторе, включенными одна на другую.

2. В системе по п. 1 применение машин с многофазной (например. трехфазной) первичной обмоткой.