Генератор переменного тока

Генератор переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР 1 о 5ЯЯ7

Класс 88 с, 3„.„;

21 0, Зд; с)1 сГ э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобрепьений Госплана при GHK CGA

К. И. Шенфер.

Генератор переменного тока.

Заявлено 22 февраля 1940 года в НКЭП за ЛЪ 30078.

Опубликовано 31 марта 1941 года.

Использование энергии ветра для электрификации наталкивается на затруднения, связанные с колебанием скорости ветряка при изменении силы ветра.

Поэтому возникает задача создать такую систему, чтобы, несмотря на изменения силы нетшара, все же электрическая сеть получала электрическую энергию с практическими постоянным напряжением.

Предметом настоящего изобретения и является генератор переменного тока с практически стабильным напряжением вне зависимости от изменения силы ветра.

На чертеже фиг. 1, 2, 3 и 5 приведены схемы работы предлагаемого генератора; фиг. 4 и 6 изображают поясняющие их кривые, Здесь А — якорь синхронной машины; 1 — обмотка возбуждения; II — размагничивающая обмотка возбуждения;  — сухой выпрямитель (купроксный или селеновый);

Т вЂ” тиритовое сопротивление; Ф, и

Ф,, — потоки, создаваемые обмотками 1 и II.

Как видно из фиг. 1, обмотка возбуждения 1 получает независимое питание от аккумуляторной батареи, а обмотка II — через купрокс В, тиритовое же сопротивление Т включено в цепь обмотки 11 синхронного генератора.

Благодаря наличию в схеме выпрямителя В, в катушке II течет выпрямленный ток (4) а благодаря наличию тиритового сопротивления Т этот ток

i и вызываемый им поток Ф резко возрастают при увеличении скорости, начиная с некоторого числа оборотов в минуту (фиг. 4).

Что касается потока Ф„ создаваемого током (i,) обмотки 1 (фиг. 1), то этот поток создается все время постоянным (фиг. 4).

Результирующий поток Ф, равный разности Ф, — Ф„уменьшается при возрастании скорости н, благодаря этому, величина э.д.с., нндуктированной в якоре А синхронной машины, будет оставаться приблизительно постоянной, несмотря на изменение числа оборотов в минуту машины.

Недостатком схемы фиг. 1 является наличность аккумуляторной батареи.

От этого недостатка можно избавиться, применяя схему по фиг. 2, на которой изображена синхронная машина, питающая сеть через сухие выпрямители  —  —  — В, соединенные по схеме Греца.

В отличие от схемы фиг. 1, здесь обмотка возбуждения 1 питается не от

59437 аккумуляторной батареи, а от сети постоянного тока, Для того чтобы поток Ф, обмотки 1 оставался приблизительно постоянным, несмотря на колебания напряжения, магнитная система машины выполнена, в форме расщепленных полюсов, как показано на фиг. 3.

На этой фигуре изображена двух-: полюсная машина с расщепленными

1 полюса ми. Здесь обмотка 1 сидит на паре насыщенных полюсов, а размаг- ничивающая обмотка 11 — на паре не.насыщенных полюсов.

На фиг. 3 показаны пути потоков— главного потока Ф, и размагничивак щего нотка Ф

Для того чтобы поток Ф, пе замы-, кался через смежнь|е ненасыщенные, полюса, в станине предусмотрены два, выреза (а — a), увеличивающие магнитное сопротивление в станине между смежными сердечниками насыщенных и ненасыщенных полюсов.

До пуская несколько ббльшие коле-, бания э.д.с., можно конструкцию ма- шины по фиг. 3 упростить, отказав- I шись от вырезов (a — а) и выполняя, полюса 1 такого же сечения, как и по- . люса П, т. е. выполняя магнитную систему совершенно симметричной.

Системы, изображенные на фиг. 1 и 2, могут работать только при доста- . точно большой скорости (n) ветря- ка W. При значительном уменьше-, нии (n) генератор А не сможет давать в сеть ток с напряжением достаточной, величины. 1

Для преодоления этого затруднения предлагается схема, согласно фиг. 5., !

Здесь (g,) — предлагаемый генератор переменного тока, приводимый во вра щение от ветряка 3V; 1 — однофазная линия передачи; Тр — .понизительный; трансформатор;  —  —  —  — сухой., выпрямитель, соединенный по схеме:

Греца; (и,,) — генератор постоянного тока, приводимый во вращение от дви- гателя внутреннего горения М или от: водяной турбины XYT. !

Так как генератор (р,) генерирует переменный ток, а генератор (g ) по-, стоянный, эти два генератора могут совместно работать только через посредство выпрямителя  —  —  — В.

В качестве такового в условиях мелких станций целесообразно применять сухой выпрямитель (купроксного или селенового типа), Когда число оборотов в минуту (n) ветряка достаточно велико, генератор (g,) будет работать параллельно с генератором (g ); оба генератора при этом будут сообша питать сеть.

Обозначим через Е, э.д.с. генератор (g ) и через Š— э.д.с. генератора (g ). Так как скорость генератора (g ) приблизительно постоянна, то

Г., const.

При возрастании скорости (n) ветряка э.д.с. Е, генератора (R,) будет также возрастать. На фнг. 6 показана эта зависиьнсть в форме наклонной прямой Е„проходящей через начало координат.

Из фиг. 6 видно, что при некоторой скорости (n,) э.д.с. машины двух станций равны друг другу:

Е, =Е.

При скорости ветряка, большей чем (n,), Е,) Е и генератор (g,), оказывается нагруженным больше, чем генератор (g ).

Из фиг. 6 (средняя кривая) видно, что с возрастанием (») генератор (д,) нагружается током I„величина которого растет по мере увеличения (n), Нижняя кривая на фиг. 6 показывает постепенное уменьшение тока I., генератора (g ) по мере увеличения скорости ветряка (n): другими словами, генератор (g ) постепенно разгружается по мере увеличения скорости ветряка (и).

Средняя кривая на фиг. 6 показывает, что при скорости ветряка, меньшей (и,), ток I, генератора (g,) оказывается равным нулю.

Если бы не было выпрямителя

 —  —  — В и если бы вместо генератора переменного тока (g ) мы имели генератор постоянного тока, то при скоростях ветряка, меньших (и,), направление тока в генераторе (g,) изменилось бы на обратное и машина (,) начала работать двигателем.

Однако наличие выпрямителя  — В—

 — В в схеме (фиг. 5) предотвращает возможность изменения направления тока I„òàê как выпрямитель  — В—

 — В не может пропустить через себя

59437.тока в случае изменения его направления на обратное.

Таким образом, при уменьшении скорости ветряка ниже (и,) происходит автоматическое отключение генерато ра (g,), так как выпрямитель запирает обратный путь для тока I, В этом заключается большое достоинство схемы с выпрямителями

 —  —  — В, играющими в данном случае в некотором смысле роль автомата обратного тока.

Схема фиг. 5 обладает максимальной простотой и надежностью. Генератор (g.,) здесь посылает энергию в сеть только в те моменты, когда скорость ветряка падает. При возрастании скорости ветряка всю нагрузку берет на себя ветросиловой генератор (a,), генератор же (a) при этом разгружается, так как в этот момент приток бензина или керосина к двигателю внутреннего горения М под влиянием регулятора автоматически уменьшается (в случае же работы от водяной турбины 4VT происходит соответственное уменьшение притока воды под влиянием гидравлического регулятора).

На схемах фиг. 1, 2 и 5 показаны генераторы однофазного тока. Ясно, что в этих схемах могут работать также генераторы трехфазного тока.

На схеме фиг. 5 не дано указаний относительно типа возбуждения генератора (r„) система возбуждения может быть выбрана по схеме фиг. 1 или 2.

Предмет изобретения.

1. Генератор переменного тока, приводимый от двигателя переменной скорости и снабженный двумя действующими навстречу друг другу обмотками возбуждения, из которых, по крайней мере, одна питается через выпрямитель от напряжения генератора, o ãличающийся тем, что для стабилизации напряжения в цепь размагничивающей обмотки, включенной через ! выпрямитель на напряжение генератора, включено последовательно тиритовое сопротивление.

2. Форма выполнения генератора по п. 1, отличающаяся тем, что магнитная система генератора выполнена в виде расщепленных полюсов, причем основная намагничивающая об мотка возбуждения укреплена на сердечниках насыщенных полюсов, а размагничивающая обмотка — на сердечниках ненасыщенных полюсов.

3. Применение генератора переменного тока по п. 1 для параллельной работы через выпрямительную установку с генератором постоянного тока, приводимым во вращение другим первичны м дв ига теле м. фиг.l фи г.3

Q фиг. 4 и

Фг фиг. ьЕ=Е,-Е

Z — С"а

Иоторная рс 1»та гобра- генератора.

Отв. редактор П. В. Никитин

Тип. «Сов. печ.», М 608)4. Зак. Xz 2>81 5 >О

Цена 35 кон.

Госпланиздат

K авторскому свидетельству М 50437