Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя

Иллюстрации

Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя (патент 8045)
Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя (патент 8045)
Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя (патент 8045)
Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя (патент 8045)
Показать все

Реферат

 

Класс 21 сР, ®

N 8045

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя.

К патенту К. И. Шенфера, заявленному 22 февраля 1927 года (ваяв. свнд. М 14893).

О выдаче патента опубликовано 28 февраля 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 28 февраля 1929 года. Как известно, в обычном синхронном двигателе коэффициент мощности (cos

Можно получить полную автоматичность регулировки тока возбуждения 7,„, если применить в качестве возбудителя, вместо обычно применяемой дина мома шины постоянного тока, одноякорнь|й преобразователь с неявно выраженными полюсами (с одинаковым воздушным промежутком по всей окружности наподобие асинхронного двигателя).

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя; фиг. 2 — изменение угла наклона оси потока возбудителяпреобразователя относительно оси щеток при изменении нагрузки главного двигателя; фиг. 3 — видо- изменение схемы устройства, показанного на фиг. 1, отличающееся тем, что контактные кольца возбудителя-преобразователя питаются не прямо от трехфазной сети, . а через обмотку статора главного двигателя; фиг. 4 †видоизменен устройства фиг. 1, отличающееся тем, что обмотка якоря возбудителя-преобразователя включена на сеть через вольтодобавочный трансформатор.

К трехфазной лини LL (фиг. 1) приключается обмотка статора S главного двигателя, ротор Л которого снабжен контактными кольцами E — E — E, и обмотка ротора В, возбудителя, сходная с обмоткой ротора обычного асинхронного двигателя, снабженная контактными кольцами Е, и имеюшая то же число полюсов, что и главный дви-. гатель. Кроме обмотки В» на роторе возбудителя расположена об, мотка постоянного тока В с «коллектором и щеткам  — В. Провода обмотки В могут быть расположены в тех же пазах, что и -провода обмотки В», либо в отдельных; обмотки В» и В могут также быть соединены в одну общую. Ротор

В,— В, сидит на одном валу с ротором главного двигателя В. Обмотка статора 8» возбудителя, равномерно распределенная в пазах наподобие статора асинхронного двигателя, должна иметь число полюсов, равно как обмотки В» и В, одинаковое с числом полюсов главного двигателя.

При синхронной скорости вращения возбудитель работает, как одноякорный преобразователь последовательного возбуждения, получая трехфазный ток из сети L через посредство контактных колецХ». Вэтом случае на коллекторе возбудителя появляется напряжение постоянного тока. Как видно из фиг, 1, постоянный ток возбудителя IÄ, выходящий из положительной щетки+В, обтекает роторную обмотку В главного двигателя, течет по обмотке статора 8, возбудителя и попадает в отрицательную щетку — Л, на коллекторе возбудителя. Ток возбуждения I, при изменении нагрузки на валу главного двигателя, будет также изменять свою величину, при чем характер изменения тока I„ áóäåò зависеть от величины угла смещения щеток  — В на коллекторе возбудителя. Главный синхронный двигатель 8 — В будет работать с высоким коэффициентом мощности, близким к единице, несмотря на изменение нагрузки на валу этого двигателя; причина этого заключается в том, что ток возбудителя I, питающий обмотку ротора главного двигателя, будет автоматически возрастать с увеличением нагрузки.

Действие устройства заключается дующем. При синхронном враI щении аггрегата вращающееся магнитноеполе Ф, создаваемое сообща роторной обмоткой В» и статорной обмоткой 8» преобразователя, располагается в пространстве относительно статора 8, неподвижно.

Обмотка. постоянного тока В, возбудителя вращается в этом магнитном поле Ф, вследствие чего на коллекторе между щетками  — В появляется напряжение постоянного тока E (фиг. 2), величина которого зависит от положения оси потока Ф относительно оси щеток. С изменением нагрузки главного двигателя угловое смещение ротора В главного двигателя относительно оси вращающихся ампервитков статора S изменяется. В соответствии с этим меняется также угол наклона а оси потока Ф относительно оси щеток+Л вЂ” В (фиг. 2), т.-е. при изменении нагрузки главного двигателя à также меняется.

Можно найти такое положение щеток на коллекторе якоря возбудителя 24, при котором с увеличением нагрузки двигателя будет происходить увеличение угла а; таким образом на фиг. 2 угол Ы будет соответствовать малым нагрузкам, а угол а — 90 большим нагрузкам.

Итак, с возрастанием нагрузки напряжение возбудителя E будет возрастать, а в связи с этим будет также увеличиваться и постоянный ток возбуждения г, текущий в роторе В главного двигателя.

Схему фиг. 1 можно видоизменить так, как это показано на фиг. 3.

Последняя схема отличается тем, что контактные кольца К» возбудителя-преобразователя питаются не прямо от трехфазной сети Ь, а через обмотку статора 8 главного двигателя. Для этой цели все три конца этой статорной обмотки 8не соединены в нулевую точку, как обычно, но присоединены к контактным кольцам Х» возбудителя.

Благодаря такому соединению, ток I, прежде чем попасть в якорь В» возбудителя проходит предварительно обмотку статора S, где теряется почти все напряжение сети; поэтому на кольцах Е> мы будем .иметь сравнительно небольшое напряжение Е, равное напряжению сети Р за вычетом напряжения Е, потерянного в статорной обмотке S

E> — — Р— Е.

При такой схеме отпадает необходимость в трансформаторе, понижающем напряжение на контактных кольцах Е,. Вторым достоинством схемы фиг. 3 является следующее.

При возрастании нагрузки происходит соответственное уменьшение э. д. силы Е, индуктированной в статорной обмотке S, вследствие чего напряжение E = Р— E на кольцах Е> возбудителя возрастает, что, в свою очередь, влечет за со- бой увеличение постоянного тока возбуждения Х, питающего ротор Л главного двигателя.

Изменение тока возбуждения I при изменении нагрузки можно усилить в еще большей степени, если питать контактные кольца Е, возбудителя от сети L, включив вольтодобавочный трансформатор Т (фиг. 4). Такая схема может найти применение в случае синхронного конденсатора, имеющего целью улучшение cos q линии передачи.

На фиг. 4 изображен такой синхронный конденсатор — 8 — Л, ротор которого питается постоянным током 1 от возбудителя Л,. На фиг. 4 означают: G — генераторная станция;

Х вЂ”; Л вЂ” приемная станция.

Вторичная обмотка трансформатора T должна быть включена таким образом, чтобы при. возрастании тока I, в линии L происходило увеличение напряжения Е на кольцах Е> преобразователя.

На фиг. 1 и 3 реостат т служит для ограничения величины тока в цепи возбудителя в первый момент после включения обмотки ротора В главного двигателя на коллектор возбудителя. Реостат r можно использовать также для пуска в ход главного двигателя, включив его так, как показано на фиг. 3. Как видно из этой фигуры, в цепь обмотки ротора В главного двигателя при пуске в ход включается пусковой реостат r, соединенный последовательно с тремя фазами статорной обмотки S Я,— S> возбудителя. Благодаря этому при пуске в ход сила тока в роторе Л главного двигателя ограничивается и пусковой толчок тока, таким образом, смягчается. После окончания пуска в ход сопротивление r может быть выведено.

Все описанные на фиг. 1 — 4 схемы обладают той особенностью, что при этих схемах главный двигатель автоматически входит в синхронизм.

Предмет патента.

1. Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя, характеризующееся тем, что оно состоит из насаженного на вал синхронного двигателя S — Л возбудителя, имеющего на статоре трехфазную обмотку S, а на якоредве обмотки,— снабженную кольцами Е обычную трехфазную обмотку Л и снабженную коллектором обычную коллекторную обмотку R, при чем первая обмотка Л, соединяется с сетью, питающей синхронный двигатель, а вторая обмотка Л через щетки  — В включена в общую замкнутую цепь с обмоткою ротора В синхронного двигателя и с обмоткой статора возбудителя Si (фиг. 1).

2. Видоизменение охарактеризованного в п.1 устройства, отличающееся тем, что обмотка В> якоря возбудителя включена последовательно с обмоткой S статора синхронного двигателя (фиг. 3).

3. Видоизменение охарактеризованного в и. 1 устройства, отличающееся -тем, что обмотка R якоря преобразователя включена на сеть через вольтодобавочный трансформатор Т, (фиг. 4).

) r. 4

Типо-иитографии еКраоиый Печа/гиии», Леиииград, Междуиародиый, 7е.

4. Видоизменение охарактеризованного в и. 1 устройства, отличающееся тем, что последовательно с обмоткою 81 статора возбудителя включен реостат r, служащий для пуска синхронного двигателя (фиг. 3). ф г.. 3 г