Дата ояублнкования описания 07.01.83 (53) УДК621. .313.322 (088.8) f д. д. ддд,ддд, B. c. кдддддщед, Г. А.,доддддддо;-А, Е. Мдшдед, Б. В. Опара и И. Я. Черфуисов .Р,д" . t

I д -д

Научно-исследовательский, проектно конс рукуорскйй . „, и технологический институт по тяжело . е " иностроению Завода "Электротяжмаш им. В.И.Ленина и Гос твеняый научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (72) Авторы изобретения (7!) Заявители (54) СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР!

Изобретение отнЬсится к электротехнике, а именно к бесконтактным электрическим машинам, касается синхронного генератора, имеющего две обмотки на якоре и когтеобраэный ротор, и может найти применение на предприятиях, проек5 тирующих и разрабатывающих высоконадежные электрические машины для бесконтактных систем возбуждения электрических машин, а также для автономных ис« точников электроэнергии.

Известна электрическая машина (1 ), содержащая две обмотки на якоре (основную и дополнительную), одна из которых работает в автоматическом режиме компенсации реакции якоря, дополнительная оМотка размещается в активной зоне генератора, там же, где и основная, что требует дополнительного увеличения ак20 тивной зоны и ведет к снижению экономи- ческих показателей генератора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является синхронный генератор 2 ), в,котором как основная обмотка так и дополнительная выполнены барабанного типа и уложены в пазы на активной стороне статора, что делает данное техническое решение неприемлемым для коротких машин с небо и -, шим числом полюсов ввиду его нестабиль + ности изиа большого расхода меди в лобовых соединениях. Поскольку дополнительная обмотка подвергается влиянию основного поля возбуждения, не представляется возможным полностью разделить . функции обмоток, что отрицательно влияет на результирующие характеристики системы в целом.

Реализация известных схем токового и фазового компаундирования требует применения специальных сериесных трансформаторов и другого дополнительного оборудовании, что усложняет и удорожает систему.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей.

3 987782

Указанная цель достигается те4, что в синхронном .гейераторе, содержащем якорь с многофаэными основной обмоткой и дополнительной обмоткой барабанного типа, индуктор с обмоткой возбуждения, подключенной через выпрямитель к основной обмотке якоря, осноиая обмотка вы полнена кольцевого типа, а дополнительная обмотка размещена на стороне. якоря, не обращенной к полюсам. индуктора. 6

Генератор может быть снабжен допопнительной обмоткой возбуждения, которая через дополнительный, многофазный выпря митель подключена к дополнительной обмотке якоря. 35

Кроме того, дополнительная обмотка якоря может быть выполнена с тем же числом фаз, что и основная, и подключе-, на вместе с ней через, выпрямитель к обмотке возбуждения. 20

На фиг. 1 изображен генератор, продольный разрез; на фиг. 2 вЂ” разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - электрические схемы включения обмоток генератора.

Генератор содержит когтеобразный ротор25, 1 с полюсами 2, сердечник 3 якоря, корпус 4, нажимные фланцы 5 якоря, обмотку 6 якоря, которая размещена своей активной частью в пазах сердечника 3 якоря, обращенных к полюсам ротора, а не- 39 активной частью охватывает сердечник якоря, т.е. является обмоткой кольцевого типа.

Дополнительная обмотка 7 якоря, представляющая собой в простейшем случае беличью клетку, разомкнутую с одной стороны, размещена своими стержнями на неактивной части основной обмотки якоря, стержни могут быть, например, прибандажированы к секциям последней. 4О размещаются на индукторе 14. Начальноь возбуждение генератора осуществляется, например, эа счет остаточного магнетизма, Генератор работает следующим обра эом.

Ток нагрузки основной обмотки 6 создает поле рассеяния, пропорциональное ему, соответственно, в обмотке 7 созда ется система ЭЙС, также пропорциональная току нагрузки, которая, в свою очередь, создаст ток в дополнительной обмотке 9 возбуждения, пропорциональный току нагрузки. Поле этой обмотки, складываясь с полем основной обмотки 8 возбуждения, создает добавочную ЭДС в цепи основной якорной обмотки 6. Таким образом, может быть полностью скомпенсировано раэмагничиваюшее действие реакции якоря основной обмотки 6 для некоторого значения тока нагрузки. Работа системы в целом соответствует (схеме с компаундированием по току якоря. Эквивалентная электрическая схема изображена на фиг. 3.

Если дополнительная обмотка 7 якоря выполнена с тем же числом фаз, что и основная обмотка 6 якоря, то первая подключена либо непосредственно (при согласовании обмоточных данных обмоток

7 и 6, фиг. 4а), либо через согласующий трансформатор 13 (фиг. 4б, в) к обмотке 6, которая через выпрямитель 11 подключена к основной обмотке 8 возбум дения.

При работе генератора по фиг. 4 а, б напряжения обмоток 6 и 7, а по фиг. 4 в их токи складываются векторно, благодаря чему компенсация падения напряжения в обмотке 6 может быть достигнута в большем диапазоне значений токов нагрузки обмотки 6, чем в предыдущем случае (фиг. 1 и 3), т.е. работа системы в целом соответствует схемам фазового компаундирования.

Генератор содержит также основную обмотку 8 возбуждения и может быть снабжен дополнител|»ной обмоткой 9 возбуждения, подключенной через многофазный выпрямитель 10 к дополнительной обмотке 7 якоря. B качестве одного из токоподводов к обмотке 9 может бысть использован корпус статора (фиг. 1 и 3).

Дополнительная обмотка 9 возбуждения включена магнитно-согласно с основной обмоткой 8 возбуждения, которая, в свою очередь, подключена к основной обмотке 6 якоря через выпрямитець 11.

Якорь генератора может содержать вспомогательные сердечники 12. Обмотка 7 может подключаться к обмотке 6 через согласующий трансформатор 13. Обмотки возбуждения (основная и дол опнительная) При соответствующем согласовании обмоточных данных обмоток 6 и 7 возможна и бестрансформаторная схема с векторным сложением токов. Дополнительная настройка системы токового и фазового компаундирования может выполняться с помощью подбора длины вспомогательных сердечников 12 (фиг. 1 и 2) или другими средствами (использование промежуточных отпаек, включение балластных активных и реактивных нагрузок и пр.).

5 0877

Кроме того, использование дополнительной обмотки 7 может быть и цассивньмр

При работе генератора токи в основной обмотке 6 якоря создают поле реакции S якоря в возду шюм зазоре, т.е., в раб@ чей зоне, а в нерабочей зоне они же создают поле рассеяния, которое благодаря кольцевому типу обмотки 6 полностью подобно полю реакции якоря.

Так, если обмотка 6 трехфазная, то ее поле рассеяния будет вращающимся со скоростью вращения поля ротора, создавая потери в окружаюжнх металлических конструкциях. Расположмшая в зоне дей- ствия этого поля короткозамкнутая обмотка 7 экранирует окружаамцие конструкции и снижает потери. Одновременно она ление генератора. 20

Предлагаемое техническое решение позволяет реалиювать схемы токового и фатрансформаторов, значительно снизить величицу мощности регулятора воэбужде- 25 ния генератора, повьюичъ эщзномическую эффективность машины путем использования серийно выпускаемых регуляторов напряжения, улучшить эксплуатационные характеристики генератора благодаря as- зф томатической компенсации реакции ягоря, что позволяет в нейоторых случаях вооб ще отказаться от регулятора.

82 6

Формула изобретения

1. Синхронный генератор, содержацйй якорь с многофазнмми схжовной обмоткой и д и обмоткой барабанного типа, индуктор .с обюткой возбуждения, подключенной через выпрямитель к основной обмотке якоря, о т л и ч а юЫ и и с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, основная обмотка выполнена кольцевого типа, а дополнительная ойютка размещена на стороне якоря, не обращенной к пошосам индуктора.

2. Генератор по п. 1, о т л и ч а ю» щ и и с sтем,,что он снабжен дополнительной обмоткой возбуждения, котррая

4 прямитель подключена к дополнительной обмотке якоря.

3. Генератор по п. 1, о т л и ч а ющ н и с я тем, что дополнительная обмотка якоря выполнена с тем же числом фаз, что .и основная, и подкшочена вмес те с ней через выпрямитель к обмотке возбуждении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Великобритании

М 1036986, Кп. Н 2 А, 1966.

2. Патент ЧССР % 126120, кл. 21" 1, 1968.

Статический возбудитель // 280627

Бесконтактный однофазный синхронный генератор // 174701

Самовозбуждающийся синхронный генератор // 62217

Самовозбуждающийся синхронный генератор // 60946

Электрическая машина совмещенного типа // 2144253

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения электрических машин совмещенного типа, содержащих статор с якорной обмоткой и обмоткой возбуждения возбудителя, а также ротор с обмоткой возбуждения, которая уложена не по всей окружности периметра и образует большие зубцы

Турбогенератор для энергосберегающих технологий // 2234181

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генераторов малой и средней мощности, в частности для утилизации дросселирования топливного газа на блочно-комплектных газораспределительных, компрессорных станциях и подобных объектах

Узел контактных колец электрической машины // 1534573

Изобретение относится к электротехнике

Бесконтактный синхронный генератор с самовозбуждением // 1599945

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к бесконтактным синхронным генераторам переменного тока с реактивным самовозбуждением

Бесколлекторная электрическая машина // 2563974

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в генераторах или двигателях постоянного или переменного тока с бесконтактной коммутацией. Техническим результатом является снижение уровня электрических помех электрической машины. Бесконтактная электрическая машина содержит корпус с размещенным в нем статором с магнитными полюсами, ротор, в пазах которого уложена обмотка, датчик положения ротора (ДПР) и электронный коммутатор. ДПР и электронный коммутатор связаны между собой оптопарой, состоящей из фотодатчиков и светодиодов. Одноименные элементы оптопар подключены по два элемента встречно-параллельно к концам каждой секции обмотки ротора. Два ответных элемента оптопары расположены на геометрической нейтрали относительно магнитных полюсов статора и включены последовательно в электронный коммутатор, размещенный в корпусе машины с возможностью обеспечения согласованного положения с элементами оптопары, размещенными в пазах ротора, при вращении последнего. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.