СТАТОРНАЯ ОБМОТКА ДВУХЧАСТОТНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Российский патент 2005 года по МПК H02K17/14 H02K3/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автономных источников электроэнергии.

Известна статорная обмотка асинхронной машины, содержащая 24 катушечные группы, соединенные определенным образом на различное число пар полюсов (Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001 г.).

Недостаток известной обмотки заключается в том, что в режиме асинхронного генератора с такой обмоткой невозможно получить напряжение разной частоты тока.

Известна статорная обмотка асинхронной машины, содержащая 24 катушечные группы, при этом в фазе конец 8i-7 катушечной группы соединен с началом 8i-4 катушечной группы, конец 8i-4 с концом 8i+3, начало 8i+3 с концом 8i+6, конец 8i+5 с началом 8i+8, конец 8i+8 с концом 8i+15, начало 8i+15 с концом 8i+18 катушечные группы, в нулевую точку объединены начала 8i+18 катушечных групп, выводы взяты от начал 8i-7 катушечных групп, от объединенных начал 8i+5 и 8i+6 катушечных групп, где i=1,2,3, при этом из числа, большего 24, вычитается число 24 (Авторское свидетельство №1579404. Трехфазная полюсопереключаемая обмотка /В.Н.Ванурин, К.А.-А.Джанибеков и др./Н 02 К 17/14, 15.05.1990 г.).

Недостаток обмотки заключается в том, что в генераторах автономных источников электроэнергии с фиксированной частотой вращения приводного двигателя она не создает одинаковые по величине напряжения разной частоты и дополнительное пониженное напряжение большей частоты.

Предлагаемым изобретением решается задача расширения функциональных возможностей обмотки, а именно получение одинаковых по величине напряжений разной частоты и дополнительного пониженного напряжения большей частоты.

Решение указанной задачи достигается тем, что в статорной многофункциональной обмотке асинхронного генератора из 24 катушечных групп с соединением в фазе конца 8i+5 катушечной группы с началом 8i+8 катушечной группы, конца 8i+8 с концом 8i+15, начала 8i+15 с концом 8i+18, начало 8i-7 катушечной группы соединено с концом 8i-4 катушечной группы, начало 8i-4 с началом 8i+3, конец 8i+3 с началом 8i+6, первые выводы образованы от концов 8i-7 катушечных групп, вторые выводы основной обмотки образованы от объединенных начала 8i+5 и конца 8i+6 катушечных групп, от начал 8i+18 образованы третьи выводы, к которым присоединена дополнительная шестнадцатиполюсная обмотка, где i=1,2,3, при этом из числа, большего 24, вычитается число 24, а основная обмотка соединена в “звезду” или “двойную звезду”, к выводам которой подключена нагрузка и конденсаторы возбуждения, низковольтная нагрузка присоединена к третьим выводам.

Новизна заявляемого технического обусловлена тем, что в статорной многофункциональной обмотке асинхронного генератора, содержащей 24 катушечные группы и конденсаторы возбуждения, начало 8i-7 катушечной группы соединено с концом 8i-4 катушечной группы, начало 8i-4 с началом 8i+3, конец 8i+3 с началом 8i+6, первые выводы образованы от концов 8i-7 катушечных групп, вторые выводы основной обмотки образованы от объединенных начала 8i+5 и конца 8i+6 катушечных групп, от начала 8i+18 катушечных групп образованы третьи выводы, к которым присоединена дополнительная шестнадцатиполюсная обмотка, где i=1,2,3, при этом из числа, большего 24, вычитается число 24, а основная обмотка соединена в “звезду” или “двойную звезду”, к выводам которой присоединена нагрузка и конденсаторы возбуждения, низковольтная нагрузка присоединена к третьим выводам, обеспечивается расширение функциональных возможностей обмотки и получение напряжений разной частоты и дополнительного пониженного напряжения большей частоты.

По данным научно-технической и патентной литературы, авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показана схема обмотки;

на фиг.2 показаны схемы включения конденсаторов возбуждения.

Согласно фиг.1, статорная обмотка содержит 24 катушечных группы, выводы 25, 26, 27, 28, 29, 30, конденсаторы возбуждения 34, 35, 36, при этом начало 8i-7 катушечной группы соединено с концом 8i-4 катушечной группы, начало 8i-4 с началом 8i+3, конец 8i+3 с началом 8i+6, конец 8i+6 с началом 8i+5, конец 8i+5 с началом 8i+8, конец 8i+8 с концом 8i+15, начала 8i+15 с концом 8i+18, первые выводы 25, 27, 29 взяты от концов 8i-7 катушечных групп, вторые выводы 26, 28, 30 основной обмотки взяты от объединенных начала 8i+5 и конца 8i+6 катушечных групп, от начала 8i+18 катушечных групп взяты третьи выводы 31, 32, 33, к которым подключена дополнительная шестнадцатиполюсная обмотка, где i=1,2,3, при этом из числа, большего 24, вычитается число 24.

Благодаря принятому соединению, соотношение индукций в воздушном зазоре и соотношение витков обмотки при 16 и 2 полюсах позволяет на выводах автономного генератора при одной и той же частоте вращения приводной машины получить практически одинаковое по величине напряжение частотой, например 400 Гц - на выводах 26, 28, 30 шестнадцатиполюсной обмотки (выводы 25, 27, 29 объединены в нулевую точку) и 50 Гц - на выводах 25, 27, 29 двухполюсной обмотки, а также пониженное напряжение частотой 400 Гц на выводах 31, 32, 33 дополнительной шестнадцатиполюсной обмотки (фиг.2).

Статорная многофункциональная обмотка асинхронного генератора работает следующим образом.

Режим 1 (фиг.2). Конденсаторы возбуждения 34, 35, 36 и высоковольтная нагрузка подключены ко вторым выводам 26, 28, 30 основной обмотки. Первые выводы 25, 27, 29 соединены между собой. Низковольтная нагрузка, например электроинструмент 36 В, 400 Гц, подключена к третьим выводам 31, 32, 33.

При вращении ротора асинхронного генератора с частотой, например, 3000 мин^-1 (314 с^-1), за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения 34, 35, 36 в статорной многофункциональной обмотке наводится ЭДС и генератор самовозбуждается.

Нагрузка питается различным напряжением с частотой тока 400 Гц. В качестве низковольтной нагрузки можно подключить трехфазный выпрямитель и использовать генератор для питания сварочной дуги.

Режим 2. Обмотки соединяются в “звезду”. К первым выводам 25, 27, 29 подключается нагрузка и конденсаторы возбуждения. В этом случае получается двухполюсная обмотка.

При вращении ротора с той же фиксированной частотой, например, 3000 мин^-1 (314 с^-1) генератор возбуждается и многофункциональная обмотка будет выдавать напряжение с частотой тока 50 Гц.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для создания автономных источников электроэнергии на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением. Статорная многофункциональная обмотка асинхронного генератора содержит 24 катушечные группы. Конец (8i+5)-й катушечной группы соединен с началом (8i+8)-й катушечной группы, конец (8i+8)-й - с концом (8i+15)-й, начало (8i+15)-й - с концом (8i+18)-й. Начало (8i-7)-й катушечной группы соединено с концом (8i-4)-й катушечной группы, начало (8i-4)-й - с началом (8i+3)-й, конец (8i+3)-й - с началом (8i+6)-й. Первые выводы образованы от концов 8i-7 катушечных групп. Вторые выводы основной обмотки образованы от объединенных начала (8i+5)-й и конца (8i+6)-й катушечных групп. Третьи выводы образованы от начала 8i+18 катушечных групп, к которым присоединена дополнительная шестнадцатиполюсная обмотка (i=1,2,3, при этом из числа, большего 24, вычитается число 24). Основная обмотка соединена в “звезду” или “двойную звезду”, к выводам которой присоединены нагрузка и конденсаторы возбуждения, низковольтная нагрузка присоединена к третьим выводам. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей обмотки и получении возможности создания автономных источников энергии на разную частоту тока с разным по величине напряжением при фиксированной частоте вращения приводного двигателя. 2 ил.

Статорная многофункциональная обмотка асинхронного генератора, содержащая 24 катушечные группы, при этом конец (8i+5)-й катушечной группы соединен с началом (8i+8)-й катушечной группы, конец (8i+8)-й - с концом (8i+15)-й, начало (8i+15)-й - с концом (8i+18)-й, отличающаяся тем, что имеет конденсаторы возбуждения и начало (8i-7)-й катушечной группы соединено с концом (8i-4)-й катушечной группы, начало (8i-4)-й - с началом (8i+3)-й, конец (8i+3)-й - с началом (8i+6)-й, первые выводы образованы от концов 8i-7 катушечных групп, вторые выводы основной обмотки образованы от объединенных начала (8i+5)-й и конца (8i+6)-й катушечных групп, от начала 8i+18 катушечных групп образованы третьи выводы, к которым присоединена дополнительная шестнадцатиполюсная обмотка, где i=1, 2, 3, при этом из числа, большего 24, вычитается число 24, а основная обмотка соединена в “звезду” или “двойную звезду”, к выводам которой присоединены нагрузка и конденсаторы возбуждения, низковольтная нагрузка присоединена к третьим выводам.