Асинхронизированная синхронная машина

 

н еи; не:т@ „

О П -Ч4-Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

780102

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЗЛЬСТВУ (61) Дополиительйое авт,твид-ву(22) Заявлено 250774. (21) 2048982/24-07 (51)М. Кл с присоединением заявки йо

Н 02 К 9/14) Н 02 P 7/42

Государственный комитет

СССР ио дедам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151,80. бюллетень N4 42 (53) УДК 62-831621.

° 313.333 ° 072.9

" (088.8)

Дата опубликования описания

Р. С. Цгоев (72) Автор изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский. институт электроэнергетики (71) Заявитель (54) АСИНХРОНИЭИРОВАННАЯ СИНХРОННАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к электрическим машинам переменного тока.

Известна синхронная машина переменного тока P1$, содержащая на статоре 5 трехфазную обмотку, а на роторе однофазную обмотку возбуждения. Основным недостатком синхронной маши- ны является невысокая устойчивость, т.е. даже при применении сильного 1О регулирования .ее устойчивость ограничена углом 90-100, кроме того с о помощью синхронной машины нельзя устранить электромагнитную неустойчивость (явление емкостного самовозбуждения).

Наиболее близким к данному изобретению является асинхрониэированная синхронная машина P2) или так называемая управляемая машина пере- .Я менного тока, содержащая на статоре

3-х фазную обмотку, а на роторе » многофазную обмотку возбуждения (минимально возможное число обмоток возбуждения — два). Благодаря мно- 25 гофазно.1 обмотке возбуждения и при выборе соответствующего закона управления с помощью регулятора ра-. ботой тнристорного преобразователя частоты системы возбуждения воз- 3О

2 можности машины по устойчивости существенно выше, чем у синхронной машины. Кроме того, у асинхронизированной синхронной машины есть возможность раздельно (т.е . независимо друг от друга) управлять активной мощностью и реактивной мощностью.

Недостатком известной асинхронизированной синхронной машины является то, что машина требует ротор сложной конструкции с многофазной обмоткой возбуждения.

Целью изобретения является упрощение и расширение функциональным возможностей асинхрониэированной синхронной машины с многофазной обмоткой возбуждения.

Поставленная цель достигается тем, что асинхронизированно-синхроиНая машина с двумя и более обмоткаМи возбуждения, содержащая регулятор, входы которого соединены с датчиком частоты сети и датчиком мощности; а выход через преобразователь частоты связан с обмотками возбуждения, выполнена в виде каскада двух и более - машин, валы которых соединены между собой, оси обмоток статоров или роторов сдвинуты на ааданный угол, 780102 обмотки статоров соединены между собой и через датчик мощности,выполненный общим для машин каскада, подключены к сети, а на рбторе каждой Машины расположена одна обмотка возбуждения .

На чертеже приведена, структурная схема асинхронизированной синхронной машины, содержащей синхронные машины 1 и 2,. роторы которых соединены

-жестко между собой и содержат соот:ветственно обмотки 3 и 4 возбуждейия .

Выходы датчика 5 углового положения вала машины, датчика б частоты сети и датчика 7 мощности соединены со входами регулятора 8, выход которого соединен через преобразователь частоты 9 с указанными: обмотками 3 и 4 возбуждения, При этом обмотки статоров синхронных машин 1 и 2 через общий датчик 7 мощ- . ности подсоединены к сети. Питание преобразователя 9 частоты осуществляется или от сети, или от независимого источника 10.

На чертеже показан случай, когда продольные оси обмоток 3 и 4 возбуждения машин 1 и 2 сдвинуты друг

Ф % относительно друга на ь/2 электрических градусов (обозначим этот угол сдвигаЧ .). В принципе этот угол может быть любым, не равным П ь, где п = 0,1; 2 -... Но практически его значения должны находиться в диапазоне (Р ф 4 ф, так как все остальные значения угла могут быть получены из этого диапазона, комбинируя знаки напряжения возбуждения в обмотках возбуждения. Работает асинхронизированная синхронная машина следующим образом.

При .отклонении значений активной и реактивной мощности от заданных значений по сигналам датчика 7 мощнос ти в регуляторе 8 соответственно меняются по амплитуде формируемые с частотой скольжения машин каскада сигналы регулирования, а следовательно, и амплитуды сигналов напряжения возбуждения на выходах преобразова- . теля 9 частоты подаваемых в обмотки

3 и 4 возбуждения. При этом нера- . венство электромагнитного момента и момента на валу вызывает изменение скорости вращения машин каскада, а следовательно, и частоты сигналов регулирования, подводимых к обмоткам возбужденйя Машин" каскада, до нового установившегося режима, который будет характеризоваться теми же восстановленнйми значениями ак- тивной и реактивной мощности, новым Скольжением новой частбтой и амплитудой напряжения на входах обмоток 3 и 4 возбуждения. Каскад работает аналогично асинхронизированйой синхронной машине, как при

10 станов или мельниц, нагрузка кото15:рых носит колебательный характер, 20

65 машины.

$0

И нулевом скольжении, так и при не нулевом скольжении.

Асинхронизированная синхронная .машина из каскада синхронных машин может быть использована в качестве привода, генераторов и компенсаторов. При этом, если каскад расчитан на работу с нулевым скольжением, то угол 4 надо выбирать величины, наиболее удовлетворяющей требованиям режима. Если же каскад расчитан на работу с ненулевым скольжением, то нужно взять МЛьЩ(для двухфазной обмотки возбуждения). Например при двухдвигательном приводе прокатных устройство устранит их влияние на сеть, что повышает качество электроэнергии в узле. Но так как в устройстве применен каскад двух синхронных машин, то при последовательном соединении их статорных обмоток, если приложить к ним двойное напряжение, требуется в два раза меньше установленной мощности тиристорных преобразователей частоты, системы возбуждения, чем для обычных асинхрониэированных синхронных машин, той же суммарной установленной мощности, что упрощает устройство.

При применении соответствующего закона регулирования возбуждения каскада двух синхронйых компенсаторов может быть осуществлена их работа с отрицательными токами возбуждения, т.е. можно перевести их в режим потребления реактивной мощности из сети; увеличить статическую устойчивость каскада генераторав, работающих на длинные линии электропередачи, так как каскад может работать в режимах., недопустимых по условиям статической устойчивости на обычных синхронных машинах, что расширяет функциональные возможности синхронных машин.

При регулировании возбуждения каскада с использованием соответствующего закона улравления, например, по первой производной маг нитного потока, обусловленного свободными резонансными токами статор.— ной цепи, можно устранить электромагнитную неустойчивость, емкостное самовозбуждение, при работе на длинную линию или при наличии на ней продольной компенсации.

В каскаде возможно сочетанйе различных по мощности синхронных машин при обеспечении высокой устойчивости работы каскада.

Таким образом, указанное соединение двух синхронных машин позволяет получить каскад, обладающий свойствами асинхронизированно-синхронной

780102

Формула изобретения

Составитель В. Тарасов

Редактор H Прусова Техред Е,Раврилешко Еорректор Н,Стец

Заказ 9338/20 Тираж 783 Подписное

8HHHIIH Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекрная, 4

Асинхронизированная синхронная машина с двумя обмотками возбуждения, содержащая регулятор, входы которого соединены с датчиком углового положения вала машины, с датчиком частоты сети и датчиком мощности, а выход через преобразоватЕлЬ чаототы. Свя зан с обмотками возбуждения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, . 4 уо, с целью упрощения и раСйа1рения функциональных возможностей, фс4занная

:машина выполнена в виде каСкада двух и более машин, валы котоРЙЙ соеди-. нены между собой, оси обмоток статоров или роторов сдвинуты на заданный угол, обмотки статоров соединены между собой и через датчик мощ» ности, выполненный общим; подклюЧены к сети, а на роторе каждой машины расположена одна обмотка воэ5,буждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горев A. A. Переходные про-, о цессы синхронной машины. М., Гос энергоиздат, 1950.

2. Ботвийник М. М.> Шакарян 10. Г. управляемая машина переменногб тока.

M., "Наука", 1969 (прототип).