Синхронный генератор

Синхронный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В.Х. Мириманян, М.Д. Петраков и В Я. Ч афйй--.-.-=- —— !»

1,.

Г («7

Московский ордена Ленина, ордена Ок фд>ьской Революцйи ; и ордена Трудового Красного Знамени1 электрЬиеханическйй завод им. Владимира Ильича (11) Заявитель (54) СИНХРОННЫИ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к электротехнике, в частности к синхронным машинам с возбуждением от высших гармо" ник поля.

Известна электрическая машина с

5 многополюсной обмоткой с укороченным шагом, в которой, с целью подавления пространственных гармоник напряжения (в том числе и третий), укорочения шагов выполняются различными в различ о ных двухполюсных зонах обмотки и удовлетворяющими системе уравнений к=р пМ ». sin = О, к=т

«15 где n " порядок гармоник поля, с к- шаги катушек в электрических градусахф

Однако данная обмотка применима лишь к многополюсным машинам.

С другой стороны, если всю обмотку выполнить с шагом о =. 120 эл.град., то третья гармоника напряжения в ее фазах будет исключена независимо от числа полюсов. Однако в такой обмотке будет значительно уменьшена ЭДС основной частоты (коэффициент укорочения

К, = 0,866) и увеличены ЭДС пятой и седьмой гармоник.

Наиболее близкой к предлагаемой является синхронная машина с числом полюсом 2 р с возбуждением от кратных третьей гармоники поля, в якорных пазах которой помимо основной обмотки уложена дополнительная с числом полюсов 6 р питающая через выпрямитель обмотку возбуждения энергий третьей гармоники поля(2)

Известная машина обладает рядом достоинств, дающих основание считать возбуждения от третьей гармоники поля наиболее выгодным и поэтому перспективным - естественное саморегулирование, быстродействие, высокое качес..во линейных напряжений (формы кривых, симметрия) и переходных режимов, вместе с тем компактность, высокая надежность.

3,95736

К синхронным генераторам предъявляются высокие требования не только к форме кривых линейных, но и фазных напряжений, в которых, как известно, наиболее сильно искажающей является 5 третья гармоника, обусловленная третьей гармоникой поля машины, в данном случае полезно использованной для возбуждения.

Г

В связи с этим недостатком данного -О генератора является неудовлетворительная форма фазных напряжений.

Цель изобретения - улучшение качест,ва вырабатываемой электроэнергии путем улучшения формы кривых фазных напряжений синхронного генератора.

Указанная цель достигается тем, Что генератор снабжен второй дополни тельной однофазной якорной коротко« замкнутой обмоткой с числом полюсов бр, оси катушек двухполюсных зон которой совмещены с осями фаз основной якорной обмотки, а оси катушек двух" полюсных зон первой дополнительной обмотки сдвинуты на угол 30 эл.град. относительно осей фаз основной якор" ной обмотки.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлага" емого синхронного генератора; на 30 фиг. 2 - та же схема в поле тройной полюсности (бр); на фиг. 3 " пример конкретного размещения якорных обмоток в пазах например, при числе пазов якоря:8= 24, числе полюсов генератора и основной якорной обмотл ки 2p = 2 с полюсным делением ь, числе полюсов дополнительных обмоток

2 р = 6 с полюсным делением .

Синхронный генератор с числом по" 4g люсов 2 р, возбуждаемый энергией третьей и кратных ей гармоник поля, содержит основную якорную обмотку 1 с фазами 2-4 и выведенной нулей To«Iкой, однофазную дополнительную якорную обмотку 5 с числом полюсов 6р с катушками двухполюсных зон 6-8, питающую через выпрямитель 9 обмотку возбуждения 10, и вторую дополнительную замкнутую накоротко якорную об" мотку 11, у которой оси катушек двухполюсных зон 12-14 совпадают с осями фаз 2-4 основной якорной обмотки 1.

Однофазная дополнительная обмотка 5 с числом полюсов бр уложена так, что оси катушек ее двухполюсных зон 6-8 смещены относительно фаз 2-4 основной якорной обмотки на

2 4

30 эл.град. Выпрямитель 9 в общем случае может быть автоматически регулируемым.

В предлагаемом синхронном генераторе третья гармоника поля в осях фаз основной якорной обмотки демпфируется, а в осях катушек дополнительной обмотки, питающей обмотку возбуждения сохраняет свою амплитуду. 3TQ объясняется следующим.

Синхронно вращающаяся волна индукции третьей гармоники поля (тройной полюсности бр) раскладывается на две, той же амплитуды, пульсирующие с тройной частотой и сдвинутые друг относительно друга как в пространстве, так и во времени на 30 эл. град.

3 Эп1 .о () Э п .

- со Ь Ъ(м+ ЗОО) x cos 3 ((a t, + 3 О о)j, где В " амплитуда индукции третьеи

3 ill гармоники поля;

< и t - соответственно пространст" венная и временная координаты;

И - синхронная круговая частота.

Взаимное расположение якорных обмоток удобнее изображать в поле тройной полюсности бр, где электрические углы по сравнению с изображением в поле основной полюсности 2 р утраиваются.

Если совместить начало пространственной координаты (сс= О) с осью какой-либо фазы основной якорной обмотки 1, например фазы 2 (фиг. 1), то в поле тройной полюсности (фиг. 2) все три фазы основной якорной обмотки 1 и короткозамкнутая дополнительная обмотка 11 окажутся лежащими на одной оси, а дополнительная якорная обмотка 5, питающая обмотку возбуждения, окажется в квадратуре с ними. Благодаря этому, к действиям дополнительных обмоток 5 и 11 и полям в их осях с числом полюсов б применен принцип независимости.

Поэтому короткозамкнутая дополнительная обмотка 11, сдемпфировав пульсирующую составляющую третьей гар" моники поля В cos3g. соз3ий в осях фаз основной якорной обмотки, исключает третью гармонику из их напряже1 ния, а в оси дополнительной обмотки 5 питающей обмотку возбуждения не) обходимая для возбуждения генератора третья гармоника поля сохраняется в

95736

Формула изобретения виде второй пульсирующей составляющей волны индукции третьей гармоники поля.

В;„сов (с 30 ) cos3(wt f30 )

Величина наведенной в дополнительной обмотке 5 ЭДС с появлением короткозамкнутой дополнительной обмотки 11 принципиально сохраняется благодаря равенству амплитуд вращающейся волны индукции третьей гармоники поля и ее составляющих (В ), В случае, когда число пазов на полюс и фазу малы, например в индукторных генераторах, дополнительные обмотки 5 и 11 могут выполняться на основное число полюсов 2р трехфазными, но соединенными в открытый треугольник. При этом условие взаимного рас" положения обмоток должно быть сохранено.

Таким образом, в предлагаемом ге. 20 нераторе исключается составляющая тре. тьей гармоники поля, искажающая ее фазные напряжения и сохраняется полезная, необходимая для возбуждения.

Изобретение рассматривалось приме"

И нительно к трехфазному генератору.

Однако оно приемлемо и для шестифазных генераторов, в которых при этом улучшается форма кривых не только фаз. ных, но и линейных напряжений, боль" шинство из которых (девять из пятнадцати) обычно искажены третьей гармоникой значительно-сильнее фазных.Изобретение также приемлемо для синхрониых генераторов самых различных кон- 33 структивных типов.

2 С

Кроме того, изобретение позволяет снизить коэффициент искажения синусоидальн ти фазных напря ений КФФ прак. тически до уровня коэффициентов искажений линейных напряжений К

Синхронный генератор с возбуждением от кратных третьей гармоник поля, содержащий основную якорную обмотку с числом полюсов 2 p k однофазную дополнительную якорную обмотку с числом полюсов бр, соединенную через выпрямитель с обмоткой возбужде. ния, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества вырабатываемой электроэнергии путем улучшения формы кривых фазных напря-, жений, генератор снабжен второй до" полнктельной однофазной якорной корот козамкнутой обмоткой с числом полюсов бр, оси катушек двухполюсных зон которой совмещены с осязаю фаз основной якорной обмотки, а оси катушек двухполюсных 3оН первой дополнительной обмотки сдвинуты на угол

30 эл. град. относительно осей фаз основной якорной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 153747, кл. K 02 К 3/28, 1962.

2..Патент США Ю 3025450, 322-28, 1962.

957362

Составитель Т. Калашникова

Редактор Н. Ковалева Техреду M. Tenep Корректор С. Иекмар

Заказ оо15/15 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303) MocKBa N-3 Раушская наб. 8. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4