СТАТОРНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ ОБМОТКА 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 с различным выходным напряжением.

Известны статорные обмотки асинхронных машин, состоящие из равномерно распределенных по фазам катушечных групп (1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э.Кравчик, М.М.Шлаф, В.И.Афонин, Е.А.Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982; 2. Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001 г.).

Недостаток известных обмоток заключается в том, что в асинхронных генераторах автономных источников электроэнергии с определенной частотой вращения приводной машины они создают напряжение только одной величины.

Известна статорная обмотка асинхронной машины (Патент RU 2176124, Н 02 К 17/14, 3/28, 2000 г.), содержащая 36 катушек, при этом конец 1 катушки соединен с концом катушки 6, начало 6 с концом 19, начало 19 с началом 24, конец 5 с концом 10, начало 10 с концом 23, начало 23 с началом 28, конец 9 с концом 14, начало 14 с концом 27, начало 2 с началом 32, конец 13 с концом 18, начало 18 с концом 31, начало 31 с началом 36, конец 17 с концом 22, начало 22 с концом 35, начало 35 с началом 4, конец 21 с концом 26, начало 26 с концом 3, начало 3 с началом 8, конец 25 с концом 30, начало 30 с концом 7, начало 7 с началом 12, конец 29 с концом 34, начало 34 с концом 11, начало 11 с началом 16, конец 33 с концом 2, начало 2 с концом 15, начало 15 с началом 20, объединены в нулевые точки концы 24, 28, 32 катушек, концы 36, 4, 8 катушек, концы 12, 16, 20 катушек, выводы взяты от начал 1, 5, 9, 13, 17 21, 25, 29, 33 катушек.

Недостаток обмотки заключается в том, что в режиме асинхронного генератора источников электроэнергии с определенной частотой вращения приводной машины она создает напряжение только одной величины.

Техническим решением изобретения является расширение функциональных возможностей обмотки и получение различных выходных напряжений асинхронного генератора.

Поставленная задача достигается тем, что в статорной обмотке асинхронного генератора, состоящей из тридцати шести катушек с соединением конца первой катушки с концом шестой катушки, конец девятнадцатой - с концом двадцать четвертой, конец пятой - с концом десятой, конец двадцать третьей - с концом двадцать восьмой, конец девятой - с концом четырнадцатой, конец двадцать седьмой - с концом тридцать второй, конец тринадцатой - с концом восемнадцатой, конец тридцать первой - с концом тридцать шестой, конец семнадцатой - с концом двадцать второй, конец тридцать пятой - с концом четвертой, конец двадцать первой - с концом двадцать шестой, конец третьей - с концом восьмой, конец двадцать пятой - с концом тридцатой, конец седьмой - с концом двенадцатой, конец двадцать девятой - с концом тридцать четвертой, конец одиннадцатой - с концом шестнадцатой, конец тридцать третьей - с концом второй, конец пятнадцатой - с концом двадцатой, а первые выводы взяты от начал пятой, семнадцатой и двадцать девятой катушек, при этом начало шестой катушки соединено с началом девятнадцатой катушки, начало десятой - с началом двадцать третьей, начало четырнадцатой - с началом двадцать седьмой, начало восемнадцатой - с началом тридцать первой, начало двадцать второй - с началом тридцать пятой, начало двадцать шестой - с началом третьей, начало тридцатой - с началом седьмой, начало тридцать четвертой - с началом одиннадцатой, начало второй - с началом пятнадцатой, вторые выводы образованы от объединенных начал двадцать четвертой, двадцать восьмой, тридцать второй катушек, от объединенных начал тридцать шестой, четвертой, восьмой катушек, от объединенных начал двенадцатой, шестнадцатой, двадцатой катушек, третьи выводы образованы от объединенных начал девятой и тринадцатой катушек, от объединенных начал двадцать первой и двадцать пятой катушек, от объединенных начал тридцать третьей и первой катушек, и конденсаторы возбуждения включены к первым или вторым выводам, а нагрузка - к первым, вторым и третьим в любой комбинации.

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 и может быть использовано для создания автономных источников.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 приведена развернутая схема обмотки; на фиг.2 - направление токов в статорах катушек; на фиг.3 показана форма магнитодвижущей силы обмотки; на фиг.4 показаны схемы включения конденсаторов; на фиг.5 приведена схема для расчета величены низшего напряжения.

Согласно фиг.1 статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора состоит из тридцати шести катушек 1-36, выводов 37-45 и конденсаторов возбуждения 46-48. Конец катушки 1 соединен с концом катушки 6, начало которой соединено с началом катушки 19, конец которой соединен с концом катушки 24. Конец катушки 5 соединен с концом катушки 10, начало которой соединено с началом катушки 23, конец которой соединен с концом катушки 28. Конец катушки 9 соединен с концом катушки 14, начало которой соединено с началом катушки 27, конец которой соединен с концом катушки 32. Конец катушки 13 соединен с концом катушки 18, начало которой соединено с началом катушки 31, конец которой соединен с концом катушки 36. Конец катушки 17 соединен с концом катушки 22, начало которой соединено с началом катушки 35, конец которой соединен с концом катушки 4. Конец катушки 21 соединен с концом катушки 26, начало которой соединено с началом катушки 3, конец которой соединен с концом катушки 8. Конец катушки 25 соединен с концом катушки 30, начало которой соединено с началом катушки 7, конец которой соединен с концом катушки 12. Конец катушки 29 соединен с концом катушки 34, начало которой соединено с началом катушки 11, конец которой соединен с концом катушки 16. Конец катушки 33 соединен с концом катушки 2, начало которой соединено с началом катушки 15, конец которой соединен с концом катушки 20. Первые выводы 38, 41, 44 взяты от начал катушек 5, 17 и 29. Вторые выводы 43, 41, 44 образованы от объединенных начал катушек 24, 28, 32, от объединенных начал катушек 36, 4, 8, от объединенных начал катушек 12, 16, 20. Третьи выводы образованы от объединенных начал катушек 9 и 13, от объединенных начал катушек 21 и 25, от объединенных начал катушек 33 и 1. Конденсаторы возбуждения 46, 47, 48 соединены с выводами 43, 37, 40 или 38, 41, 44.

Согласно фиг.2 (стороны катушек фазы А обозначены квадратом, фазы В - треугольником и фазы С - кругом), входящий ток обозначен “плюсом”, выходящий ток - “точкой”. Магнитодвижущая сила обмотки на фиг.3 указывает на явно выраженные восемь полюсов. Обмоточный коэффициент k_об=0,945 обеспечивает высокую степень использования статора асинхронного генератора.

На фиг.4 показаны схемы подключения конденсаторов возбуждения 46, 47, 48 к статору асинхронного генератора.

При условной единице напряжения между выводами 39 и 37 соотношение напряжений между выводами 38 и 41; 43 и 37; 39 и 42 составляет 3,732/2/0,684 (фиг.5).

Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора (АГ) работает следующим образом. При вращении ротора АГ за счет остаточного намагничивания происходит процесс самовозбуждения. На всех выводах появляется напряжение, причем к выводам 38, 41, 44 можно подключить нагрузку с напряжением питания 380-400 В, к выводам 43, 47, 40 - нагрузку с напряжением питания 220-230 В, к выводам 39, 42, 45 можно подключать сварочный выпрямитель.

Таким образом, предлагаемая комбинированная обмотка асинхронного генератора позволяет изготовить многоцелевой источник питания.

Согласно фиг.3 и фиг.4 у генератора с возбуждением от конденсаторов 46, 47, 48 при условной единице напряжения между выводами 39 и 37 соотношение напряжений между выводами 38 и 41; 43 и 37; 37 и 42 составляет 3,732/2/0,684.

Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора состоит из тридцати шести катушек. Конец катушки 1 соединен с концом катушки 6, начало которой соединено с началом катушки 19, конец которой соединен с концом катушки 24. Конец катушки 5 соединен с концом катушки 10, начало которой соединено с началом катушки 23, конец которой соединен с концом катушки 28. Конец катушки 9 соединен с концом катушки 14, начало которой соединено с началом катушки 27, конец которой соединен с концом катушки 32. Конец катушки 13 соединен с концом катушки 18, начало которой соединено с началом катушки 31, конец которой соединен с концом катушки 36. Конец катушки 17 соединен с концом катушки 22, начало которой соединено с началом катушки 35, конец которой соединен с концом катушки 4. Конец катушки 21 соединен с концом катушки 26, начало которой соединено с началом катушки 3, конец которой соединен с концом катушки 8. Конец катушки 25 соединен с концом катушки 30, начало которой соединено с началом катушки 7, конец которой соединен с концом катушки 12. Конец катушки 29 соединен с концом катушки 34, начало которой соединено с началом катушки 11, конец которой соединен с концом катушки 16. Конец катушки 33 соединен с концом катушки 2, начало которой соединено с началом катушки 15, конец которой соединен с концом катушки 20. Первые выводы взяты от начал катушек 5, 17 и 29. Вторые выводы образованы от объединенных начал катушек 24, 28, 32, от объединенных начал катушек 36, 4, 8, от объединенных начал катушек 12, 16, 20. Третьи выводы образованы от объединенных начал катушек 9 и 13, от объединенных начал катушек 21 и 25, от объединенных начал катушек 33 и 1. Конденсаторы возбуждения подключены к первым или вторым выводам, а нагрузка - к первым, вторым и третьим в любой комбинации. Такое выполнение обмотки обеспечивает получение различных выходных напряжений асинхронного генератора. 5 ил.

Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора, содержащая тридцать шесть катушек, при этом конец первой катушки соединен с концом шестой катушки, конец девятнадцатой - с концом двадцать четвертой, конец пятой - с концом десятой, конец двадцать третьей - с концом двадцать восьмой, конец девятой - с концом четырнадцатой, конец двадцать седьмой - с концом тридцать второй, конец тринадцатой - с концом восемнадцатой, конец тридцать первой - с концом тридцать шестой, конец семнадцатой - с концом двадцать второй, конец тридцать пятой - с концом четвертой, конец двадцать первой - с концом двадцать шестой, конец третьей - с концом восьмой, конец двадцать пятой - с концом тридцатой, конец седьмой - с концом двенадцатой, конец двадцать девятой - с концом тридцать четвертой, конец одиннадцатой - с концом шестнадцатой, конец тридцать третьей - с концом второй, конец пятнадцатой - с концом двадцатой, а первые выводы взяты от начал пятой, семнадцатой и двадцать девятой катушек, отличающаяся тем, что начало шестой катушки соединено с началом девятнадцатой катушки, начало десятой - с началом двадцать третьей, начало четырнадцатой - с началом двадцать седьмой, начало восемнадцатой - с началом тридцать первой, начало двадцать второй - с началом тридцать пятой, начало двадцать шестой - с началом третьей, начало тридцатой - с началом седьмой, начало тридцать четвертой - с началом одиннадцатой, начало второй - с началом пятнадцатой, вторые выводы образованы от объединенных начал двадцать четвертой, двадцать восьмой, тридцать второй катушек, от объединенных начал тридцать шестой, четвертой, восьмой катушек, от объединенных начал двенадцатой, шестнадцатой, двадцатой катушек, третьи выводы образованы от объединенных начал девятой и тринадцатой катушек, от объединенных начал двадцать первой и двадцать пятой катушек, от объединенных начал тридцать третьей и первой катушек, причем выводы выполнены для подключения к первым или вторым из них конденсаторов возбуждения, а нагрузки - к первым, вторым и третьим из них в любой комбинации.