Ротор тягового явнополюсного синхронного генератора

Ротор тягового явнополюсного синхронного генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рн698101

Союз Советских

Соцнапнстнчесхня

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 151177 (21) 2544358/24-07 (51)М. Кл.

Н 02 К 1/24

Н 02 К 3/20 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано l 51179 Бюллетень ¹ 4 2

Дата опубликования описания 151179 (5З) АК621. 313.. 322 (088 .8) (72) Авторы изобретения

В.Е.Верхогляд, A.Ê.Äóêà, М.И.Брейгер, A.P.JIåéáîâè÷, и В.В.Усенко (71) Заявитель (5 4 ) РОТОР Т ЯГО ВОГО Я BHOIIOJIIOC HO ГО

СИ НХР ОН НОГО r EHEPAT0P A

Данное изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к тяговым синхронным генераторам, работающим на нагрузку через выпрямительные устройства.

Известны роторы тяговых явнополюсных синхронных генераторов, с шихтованными или массивными полюсами, в которых предприняты меры по демпфи-. о рованию инверсных магнитных полей.

Это достигается путем установки в них .демпферных обмоток, выполнЕнных, например, в виде полос, уложенных на полюсе и прикрепленных. с помощью 15 болтов к короткозамкнутым кольцам, либо образованных нанесением с помощью электрода с низким содержанием углерода на поверхность полюса переходного слоя, к которому для образо- 20 вания короткозамкнутой обмотки привариваются медные наплавки (1), t2t. Однако большое количество стержней увеличивает высокогабаритные показатели машины.

Известны также синхронные машины для генерирования выпрямленного тока с уменьшенным числом демпферных стерж. ней (31, которая является наиболее близким по технической сущности и ЗО достигаемому эффекту к настоящему изобретению.

В известной машине в четырехполос-. ном роторе размещены обмотка возбуждения и демпферная обмотка, установленная в двух соседних закрытых или полузакрытых пазах, выполненных в середине каждого полюса. Демпферная обмотка изготовлена из относительно толстых стержней с малым активным сопротивлением. Однако рассматриваемая-конструкция ротора малоэффективно приспособлена для подавления перенапряжений В несимметричных переходных режимах, например при пробое плеча выпрямителя, поскольку подобная демпферная клетка не способствует уменьшению деформации формы магнитного поля в зазоре.

Другим недостатком рассматриваемой конструкции ротора является слабое демпфирование по продольной оси полюсов, вследствие чего в стационарных режимах возможна деформация формы выходного напряжения за счет появления высших гармоник, связанных с коммутацией вентилей выпрямителя, что снижает коэффициент полезного действия; и вызывает местные перегревы активных частей генератора. бв8101

Слабое демпфирование по продольной оси проявляется также и в том,что генератор обладает всего двумя постоян-. ными времени в кривой затухания тока короткого эамыкания,что,в свою очередь, отрицательно сказывается на работе предохранителей, вызывая при их срабатывании перенапряжения.

Целью изобретения является повышение надежности работы и эффективности защиты генератора путем уменьшения деформации формы магнитного поля и выходного напряжения в несимметричных переходных и стационарных режимах работы.

Укаэанная цель достигается тем, что пары стержней расположены на полюсах с периодичностью р и их число равно 4Р, причем ось пары демпферных стержней смещена в одну из сторон относительно центра полюса в пределах до 5 электрических градусов, а расстояние между стержнями равно (1,0 †:1,15) ° t . Здесь в качестве общепринятых обозначений использованы .рчисло пар полюсов, t — зубцовый шаг по ст ат ору °

Повышению надежности работы и увеличению эффективности защиты генератора способствует также исполнение демпферных стержней в виде ферромагнитных прутков, помещенных в мед- 30 ные трубки, которые соединены между собой перемычкой с высокой электропроводностью. Ферромагнитные прутки присоединены с торцов к нажимным щекам полюса. Сущность изобретения 35 поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен двенадцатиполюсный ротор в поперечном сеченииу на фиг; 2 приведен вид полюса сбоку; на фиг.3 изображена перемычка. 40

Ротор содержит ярмо 1, полюс 2, демпферные стержни 3, состоящие из ферромагнитных прутков 4, помещенных в медные трубки 5 и соедини- 45 тельную перемычку б. Ферромагнитные прутки 4 прикреплены к полюсной щеке 7, а медные трубки 5 собраны с пер емычк ой б .

I 50

Механизм образования пульсацией магнитной проводимости демпферных пазов с периодичностью р ясно виден из рассмотрения конструкции двенадцатипблюсного ротора, показанного на фиг. 1. Число периодов Т магнитной 55 проводимости полюсов равно 2 р, число периодов Т пульсаций . магнитной1 проводимости демпферных пазов вдвое меньше и равно р. Следует отметить, что для предлагаемой конструкции тре. 60 буется единый штамп для всех полюсных листов, а нужная схема расположения демпферных пазов получается зеркальным разворачиванием полюсов вокруг межполосной оси. 65

Предложенная конструкция ротора в стационарных и переходных режимах работает следующим образом.

В стационарных режимах работы инверсные поля реакции якоря от высших гармонических фаэного тока, появляющихся при работе генератора через выпрямитель, наводят в контуре, образованном парой стержней на полосе, токи, проникающие на глубину где Р— удельное сопротивление меди, 2,? 10 Ом см;

Д вЂ” абсолютная магнитная проницаемостЫ вЂ” угловая частота высших гармоник реакции якоря,(e -- 72 О. 1 i< к .= 1,2,3,...с

Поскольку глубина проникновения меньше толщины трубки 5, то ферромагнитные прутки 4 в стационарных режимах не взаимодействуют с магнитным полем реакции якоря и в данных режимах играют пассивную, но положительную роль магнитных вставок, уменьшающих пульсации магнитной индукции в зазоре. Токи, индуктированные в медных трубках 5, замыкаются медной перемычкой б, не выходя таким образом за пределы собственного полюса.

Помимо локализации путей замыканий высокочастотных токов, с помошью медной перемычки 6 решается задача конструктивной развязки медных трубок 5 и ферромагнитных прутков 4, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. Пульсации выходного напряжения генератора в случае расположения демпферных пазов на полюсах с числом периодов р значительно уменьшаются вследствие того, что пульсации магнитной проводимости, имеющие периодичность р, не участвуют в образовании ЭДС статорной обмотки, настроенной на изменение магнитной проводимости полюсов с периодичностью 2р.

В переходных режимах работы генератора частота основной волны реакции якоря уменьшается в 3-6 раз по сравнению со стационарными режимами. Поле данной частоты имеет глубину проникновения А, превышающую толщину трубок 5, и взаимодействует также с ферромагнитными прутками 4. При пробое, например, одного вентиля выпрямительной установ ки н а с тат оре обра з уютс я пер емещающи ес я короткоэамкнутые контуры, вызывающие деформацию магнитного поля в зазоре и лере:-.апряжения на неповрежденных вентилях. Размещая демпферные стержни с шагом (1,0-1,15) 1 в центральной зоне полюса, удается ста- билизировать до 40% магнитного по69е1О1

Формула изобретения

Составитель А .Трепутнева

Техред С. Мигай Корректор Т.Скворцова

Редактор Д.Мепуришвили

Заказ 6940/37 Тираж 857 П одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 тока, т,е. эффективно воспрепятствовать деформации магнитного поля и вознйкновению перенапряжений. Кроме того, демпферная обмотка, имеющая выполненные из двух разнородных материалов стержни, обладает двумя постоянными времени, а генератор в целом — до четырех постоянных времени, что благоприятно для работы. защитных элементов, например предохранителей установки.

1. Ротор тягового явнополюсного синхронного генератора, содержащий полюсы с попарно установленными демпферными стержнями, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышенич надежности работы и эффективности защиты генератора путем уменьше- 20 ния деформаций формы магнитного поля и выходного напряжения в несим.метричных переходных и стационарных режимах работы, пары стержней расположены на полюсах с периодичностью р и их число равно 4р, причем ocb пары демпферных стержней смещена в одну из сторон относительно центра полюса в пределах до 5 электрических градусов, а расстояние между сгеренями равно (1,0-;1,1 5) ° 1, где где р — число пар полюсов, t — зубцовый шаг по статору.

2. Ротор по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью более эффективной . защиты элементов генератора, демпферные стержни выполнены в виде ферромагнитных прутков, помещенных в медные трубки, соединенные между собой электропроводными перемычками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ЧССР

Р 156204, кл. Н 02 jC 3/20, 1973.

2. Авторское свидетельство ЧССР р 156373,кл. Н 02 К 3/46, 1973.

3. Заявка ФРГ в 2433618, кл. Н 02 К 29/04, 1976 (прототип).