Синхронная электрическая машина

Синхронная электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 1873342

И ЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.10,78 (21) 2677350/24-07 (51) М. Кл.з

Н 02 К 19/16

Н 02 К 3//20 с присоединением заявки №вЂ”

Гесударствеиимк кемитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 15.10.81 (53) УДК 621.313..322 (088.8) Ilo делам иэебретеиий и лткрмтий (72) АвтЬры изобретения

Л. И. Янтовский, А. Г. Мирошниченко и Е. К. Берз л

Харьковский ордена Ленина политехнический инс итут им. В. И, Ленина (71) Заявитель (54) СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электрическим машинам, а, именно к электрическим машинам со сверхпроводящим индуктором.

Известны синхронные электрические ма- шины, в которых компенсация момента реакции якоря выполнена посредством двух подвижных относительно друг друга обмоток.

В этой электрической машине обмотка воз.буждения состоит из двух обмоток, одна из которых сверхпроводящая размещена внутри вращающегося якоря, а вторая об- мотка возбуждения размещена снаружи этого якоря. С целью компенсации реакции якоря и устранения усилий, действующих на обмотку возбуждения, размещенную в криостате (сверхпроводящую), эта обмотка установлена с возможностью поворота от- носительно второй обмотки возбуждения, размещенной снаружи вращающегося якоря (1).

Недостатком такой конструкции является то, что при изменениях нагрузки в этой машине необходимо обеспечить соответствующее изменение угла поворота индуктора относительно второй обмотки возбуждения (компенсационной обмотки), что сложно выполнить особенно при быстро изменяюшихся нагрузках из-за механической инерционности криостата с обмоткой.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту являются синхронные электрические машины, содержащие статор со сверхпроводящим индуктором и многофазной компенсационной обмоткой, выполненной в виде секций, и каждая фаза которой через скользящий контакт соединена последовательно с соответствующей фазой обмотки якоря.

В этих электрических машинах поток реакции якоря. вращается синхронно с индуктором и для его компенсации необходимо создать вращающийся встречно направленный поток компенсационной обмотки. Неподвижная относительно якоря компенса1> ционная обмотка образуется посредством коллектора и щеточного аппарата. Щеточный аппарат формирует из общего числа витков коллекторной обмотки необходимое количество фаз. При вращении индуктора с размещенной на нем компенсационной

20 обмоткой щеточный аппарат, расположенный неподвижно относительно обмотки якоря, и соответственно фазы компенсационной обмотки неподвижны (при этом состав сек873342 ций входящих в эту фазу непрерывно меняется) . Питание компенсационной обмотки переменным током обеспечивает вращающийся относительно обмотки якоря и неподвижный относительно индуктора магнитный поток. Функцией коллектора и щеточного аппарата в этих электрических машинах является переключение витков обмотки и формирование фаз компенсационной обмотки 12).

Недостатком этих электрических машин является то, что замыкание цеппи фаз обмотки якоря через цепи компенсационной обмотки требует наличия дополнительной специальной чувствительной аппаратуры защиты в цепях каждой фазы обмотки якоря на случай обрыва или короткого замыкания в любой секции компенсационной обмотки.

Обрыв или короткое замыкание не приводит к разрыву цепи обмотки якоря, но при этом искажается и уменьшается величина поля компенсационной обмотки, что недопустимо, Наличие переключающего щеточно-коллекторного аппарата и его работа на переменном токе усложняет машину и уменьшает ее эксплуатационную надежность.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности машины.

Указанная цель достигается тем, что секции компенсационной обмотки содержат проводники всех фаз и каждая фаза ее подключена к отдельному выпрямителю.

Кроме того, проводники различных фаз в секции компенсационной обмотки могут быть транспонированы между собой.

При этом каждая фаза компенсационной обмотки может быть разделена на две ветви, которые подключены к отдельным выпрямителям, а между собой эти ветви включены встречно параллельно.

На фиг. 1 представлена электрическая машина, продольный разрез; на фиг. 2— секция компенсационной обмотки; на фиг. 3схема включения проводников фаз компенсационной обмотки; на фиг. 4 — схема включения параллельных ветвей фаз компенсационной обмотки.

Синхронная электрическая машина содержит статор 1, на котором расположены криостат 2 и компенсационная обмотка 3, внутри криостата 2 расположен сверхпроводящий индуктор 4 и вращающийся якорь 5 с многофазной обмоткой 6, которая через контактные кольца 7 и щетки 8 подключена к выпрямительным элементам и компенсационной обмотке 3, неподвижно закрепленной на статоре 1 и находящейся при нормальной температуре. Секция 9 компенсационной обмотки 3 (см. фиг. 2) выполнена из совокупности проводников 10 — 12 отдельных фаз (проводник 10 включен в фазу Л, проводник 11 — в фазу В, проводник 12— в фазу С). Начала и концы каждого фазного проводника 10 — 12 или группы последовательно или параллельно соединенных фазных проводников компенсационной обмотки 3 подсоединены к выпрямительному мосту 13.

При работе машины компенсационная обмотка 3 создает момент, действующий на сверхпроводниковый индуктор 4 и компенсирующий момент от тока обмотки якоря 6. Через каждый фазный проводник 10—

12 компенсационной обмотки 3 протекают выпрямленные полуволны фазных токов, сдвинутые во времени. Общий ток секции 9

t0 компенсационной обмотки 3 равен сумме токов фазных проводников и постоянен. Незначительные пульсации токов могут быть уменьшены увеличением числа фаз якоря 6.

В машинах большой мощности в том случае, когда размеры проводника компенсационной обмотки 3 становятся соизмеримыми с расстоянием между компенсационной обмоткой 3 и индуктором 4, место размещения проводников различных фаз в секции компенсационной обмотки 3 влияет на форму компенсирующего поля (следовательно и момент). С целью уменьшения искажений формы поля проводника 10 — 2 различных фаз, составляющих секцию 9 компенсационной обмотки 3, транспонированы между собой. При мостовой схеме выпрямления переменного тока и включении фазного проводника компенсационной обмотки в диагональ моста последовательно проводнику включены 2 диода как при прохождении прямой, так и обратной волн. Такая схема эффективна при высоком напряжении мазо шины. Для уменьшения числа элементов в выпрямителе в машинах низкого напряжения для повышения надежности каждая фаза компенсационной обмотки 3 разделена на две полуфазы 14 и 15, которые подключены к отдельным выпрямителям 16 и 17 встречно-параллельно. В этом случае через каждую отдельную полуфазу 14 и 15 протекают полуволны фазных токов разного направления, . но за счет встречного включения полуфаз 14 и 15 суммарный ток фазы сохраняет такое же направление и величину, что и в пре4о дыдущем случае. Выполнение секции 9 компенсационной обмотки 3 составной из совокупности проводников 10 — 12 всех фаз и раздельное питание их через выпрямители 13 вклк)ченные последовательно в фазы обмот15 ки 6 якоря 5, обеспечивают суммарный ток секции 9 постоянным и пропорциональным току якоря 5 в любой момент времени и создают безынерционную и автоматическую компенсацию момента от тока якоря 5. Включение фаз компенсационной обмотки 3 в сеть перед обмоткой 6 якоря 5 не требует дополнительной специальной аппаратуры в цепях защиты обмотки якоря 5. Отсутствие коммутатора секций и формирователя фаз компенсационной обмотки-коллектора, работающего на переменном токе, упрощает машину и ее эксплуатацию.

Предлагаемое изобретение, представляющее собой конструктивное исполнение ком873342

Формула изобретения

12 пенсационной обмотки и схему ее включения в цепи электрической машины, позволяет упростить обслуживание машины и повысить ее эксплуатационную надежность.

1. Синхронная электрическая машина., содержащая статор со сверх проводящим индуктором и многофазной компенсационной обмоткой, выполненной в виде секции, каждая фаза которой через скользящий контакт соединена последовательно с фазой обмотки якоря, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности машины, секции компенсационной обмотки содержат проводники всех фаз и каждая фаза ее переключена к отдельному выпрямителю.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что проводники различных фаз в секции компенсационной обмотки транспонированы между собой.

3. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждая фаза компенсационной обмотки разделена на две ветви, которые подключены к отдельным выпрямителям, а между собой эти ветви включены встречно параллельно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 396792, кл. Н 02 К 19/00, 1974.

1з 2. Авторское свидетельство СССР № 369659, кл. Н 02 К 19/16, 1973.

873342 е<

Составитель В. Трегубов

Редактор Л. Тюрина Тех ред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 9066/80 Тираж733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4