Бесконтактная синхронная электрическая машина

Бесконтактная синхронная электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допол интел ьное к а вт. с внд-ву (22)Заявлено15.02 ° 79 (21) 2726666/24-07 (53)M. Кд. с присоединением заявки,%—

Н 02 К 19/16

3ЬеударстеекьМ квинтет

СССР

10 делаи иаобретеннй н открытки (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень М42 (53) УД К621. 313. .322(088.8) Дата опубликования описания 15. 11.82

Е. Я. Бухштабер, Ю. М. Андреев, А. Д. Машихин

В. С. Краснов и В. М. Шугрин (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

МАШИНА

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным машинам.

Известны бесконтактные синхронные электрические машины, содержащие статоры с многофаэной обмоткой, выполняющей роль обмотки якоря, и обмоткой возбуждения, и ротор с иногофазной обмоткой, выпрямителем и обмоткой возбуждения (1).

Недостатком такой конструкции является ее сложность и плохое использование активных материалов °

Наиболее близка к предлагаемой бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор с многофазной обмоткой, включенной в звезду, к которой подключен источник под-.. воэбуждения, ротор с многофазной обмоткой, подключенной через выпрямитель к обмотке возбуждения (2).

Недостатком такой электрической машины является сложность конструкции обмоток статора и ротора, которые необходимо выполнять с несколькими параллельными ветвями, образующи-, ми магнитные системы с разным числом полюсов и, соответственно, с разным числом пазов на полюс, что приводит к ухудшению использования активныз материалов, Цель изобретения - упрощение кон1о струкции и улучшение использования активных материалов, Укаэанная цель достигается тем, что многофазная обмотка ротора выполнена с числом полюсов, равным проиэ11 ведению числа фаз обмотки статора на число ее полюсов, к выводам обмотки статора подключены реактивные сопротивления, включенные в звезду, а источник подвозбуждения включен между нулевыми точками звезд сопротивлений и обмотки статора.

Реактивные сопротивления могут быть выполнены в виде многофазнаго машины..Этот поток возбуждения при вращении ротора машины создает в фазах обмотки 2 многофазную систему" напряжений.

Для подвозбуждения в качестве источника постоянного тока можно использовать многофазный дроссель с магнитопроводом, у которого оси стержней параллельны и расположены в разных плоскостях. В этом случае постоянная составляющая магнитного потока в ярме магнитопровода отсутствует, так как потоки от обмоток, расположенных на каждом стержне, в ярме направлены навстречу друг другу. Это исключает насыщение магнитопровода током подвозбуждения и позволяет снизить массу и габариты дросселя. Работа электрической машины с подвозбужде" нием постоянным током практически ничем не отличается от работы обычной системы с возбудителем, выпол-, ненным в виде обращенной синхронной машины с возбуждением на статоре, многофазной якорной обмоткой на роторе и вращающимся выпрямителем,питающим обмотку возбуждения основной машины. Для этого случая на фиг. 5 приведены кривые мгновенных значений тока1, фазных напряжений е,„, е ес, на обмотке 6 (при трехфазном ее исполнении и напряжении на обмотке возбуждения на зажимах U ) . Эти кривые показаны пунктирной линией. Бсли источник подвозбуждения создает синусоидальный ток в обмотке 6, то форма фазных ЭДС е >, е1,, ес> такая, как изображена на фиг. 5. При такой форме фазных напряжений в моменты

t „,,t, t одновременно коммутируют не одна, а две пары вентилей (два четных и два нечетных).

Возбуждение машины переменным током позволяет снизить практически до нуля остаточное напряжение на выходе выпрямителя 7 за время меньшее, чем период напряжения возбуждения.

Частота источника подвозбуждения переменного напряжения должна быть выше частоты напряжения обмотки 2 статора 1 в утроенное число фаз обмотки 2.

С целью снижения мощности подвозбуждения переменного напряжения в качестве реактивных сопротивлений 3 могут быть использованы конденсаторы, емкостное сопротивление которых равно индуктивному сопротивлению. нулевой последовательности фазы обмот3 974514 дросселя с магнитопроводом, у которо" го оси стержней параллельны и размещены в разных плоскостяз, число фаз и стержней выполнено равным числу фаз обмотки статора машины и на каждом стержне магнитопровода установлены обмотки фаз дросселя, В качестве реактивных сопротивлений при возбуждении переменным тоКоМ могут быть использованы конден- lO саторы, емкостное сопротивление которых равно индуктивному сопротивлению нулевой последовательности фазы обмотки статора на частоте тока возбуждения, 15

На фиг. 1 представлена принципиальная схема включения обмоток электрической машины; на фиг. 2 - машина. с распределением магнитных потоков, поперечное сечение; на фиг ° 3-

20 электрическая схема обмотки статора с источником подвозбуждения постоянного тока; на фиг. 4 - электрическаясхема обмотки статора с источниками подвозбуждения переменного тока; на фиг. 5 " зависимости тока подвозбуждения фазных ЭДС обмотки ротора и напряжения на обмотке возбуждения в функции времени.

Электрическая машина содержит статор 1 с многофазной обмоткой 2, к которой подключены реактивные сопротивления 3, включенные в звезду и число которых равно числу фаз обмотки 2.

Между нулевыми точками обмотки 2 и

3S звезды сопротивлений 3 включены вь воды 4 источника подвозбуждения (не показан). На роторе 5 размещена многофазная обмотка 6, подключенная через выпрямитель 7 к обмотке возбужде.

40 ния 8. Число фаз обмотки 2 может быть выполнено равным любому нечетному числу, а обмотка 6 может быть ьыполнена с любым числом фаз и включена либо в звезду, либо в треугольник.

Число полюсов обмотки 6 выполнено равным произведению числа полюсов на число фаз обмотки 2. Источник подвозбуждения может быть как постоянного, так и переменного напряжения. При вращении в потоке, создаваемом полю50 сами статора в обмотке 6 наводится

ЭДС, которая синусоидальна в случае, если источник подвозбуждения является источником flocToRHHolo напряжения. Эта ЭДС создает ток через вентили выпрямителя 7 и постоянный ток в обмотке возбуждения, который, в свою очередь вызывает основной поток возбуждения

5 9745 ки 2 статора 1 на частоте тока источника подвозбуждения.

Таким образом, изобретение позволяет снизить массу и габариты предлагаемого устройства, а в случае исполь-З зования подвозбуждения переменным током увеличить быстродействие до величины, равной быстродействию систем с вращающимся управляемым выпрямителем.

1Ю

Формула изобретения

1.Бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор с многофазной обмоткой, соединенной в звезду, к которой подключен источник подвоэбуждения, ротор с многофазной обмоткой, подключенный через выпрямитель к обмотке возбуждения, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения использования активных материалов, многофазная обмотка ротора . выполнена с числом полюсов, равным произведению числа фаз обмотки статора на число ее полюсов, к выводам обмотки статора подключены реактивные сопротивления, включенные в звезду, Зф а источник подвозбуждения включен

14 6 между нулевыми точками эвезд сопротивлений и обмотки статора.

2. Машина по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что реактивные сопротивления выполнены в виде многофазного дросселя с магнитопроводом, у которого оси стержней параллельны и размещены в разных плоскостях, число фаз и стержней магнитопровода выполнено равным числу фаз обмотки статора и на каждом стержне магнитопровода установлены обмотки фаэ дросселя.

3. Машина по и . 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве реактивных сопротивлений использованы конденсаторы, емкостное сопротивление которых равно индуктивному сопротивлению нулевой последовательности фазы обмотки статора на частоте тока возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIUA Ю 3652920, кл. 322-19, 1972.

2. Караев В. Г., Попов B. И. Бесконтактная синхронная машина с совмещенными магнитными и электрическими цепями. Труды Горьковского политехнического института, т, 24, вып ° 7, 1968, с. 164-169.