ДВУХСЛОЙНАЯ СТАТОРНАЯ ОБМОТКА ДВУХПОЛЮСНОГО 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 на два напряжения.

Известны двухслойные обмотки асинхронных машин, состоящие из равномерно распределенных по фазам катушечных групп (Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э.Кравчик, М.М.Шлафт, Е.А.Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982).

Недостаток известных обмоток в том, что в режиме асинхронного генератора с фиксированной частотой вращения приводного двигателя они создают напряжение одной величины.

Известна двухслойная двухполюсная статорная обмотка из 6 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 4 катушечной группы, конец 3 катушечной группы соединен с концом 6 катушечной группы, конец 5 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, с выводами от начал всех катушечных групп (Ванурин В.Н. Электрические машины. - Москва: Колос, 1995, с.92; Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001, с.46).

Недостаток известной обмотки заключается в том, что в асинхронных генераторах (АГ) автономных источников электроэнергии с фиксированной частотой вращения приводного двигателя она создает напряжение одной величины.

Техническим решением изобретения является расширение функциональных возможностей обмотки - получение двух напряжений асинхронного генератора при постоянной частоте вращения приводного двигателя.

Решение указанной задачи достигается тем, что двухслойная статорная обмотка двухполюсного асинхронного генератора (АГ) состоит из 12 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения подключены в соответствии с требуемым режимом выходного напряжения генератора к соответствующим выводам обмотки.

Новизна заявленного технического решения обусловлена тем, что для расширения функциональных возможностей обмотки и получения двух выходных напряжений АГ, обмотка состоит из 12 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения подключены в соответствии с требуемым режимом выходного напряжения генератора к соответствующим выводам обмотки.

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. Опытный образец АГ изготовлен и испытан в лаборатории кафедры ЭМ и ЭП КубГАУ.

На фиг.1 приведена схема обмотки при 36 пазах статора; на фиг.2 - схема подключения конденсаторов возбуждения; на фиг.3 - векторная диаграмма напряжений.

Согласно фиг.1 двухслойная статорная обмотка двухполюсного АГ состоит из 12 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы высшего напряжения 14, 16, 18 взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, выводы 13, 15, 17 низшего напряжения взяты от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп.

Согласно фиг.2 конденсаторы возбуждения 19, 20, 21 подключены к выводам обмотки высшего напряжения 14, 16, 18.

Согласно фиг.3 соотношение суммы векторов катушек между выводами, обмотки 14 и 18 и выводами 17 и 15 определяет соотношение напряжений между указанными выводами, равное 1,712/1.

Двухслойная статорная обмотка двухполюсного АГ работает следующим образом. При вращении ротора АГ за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения происходит процесс самовозбуждения. На всех выводах появляется напряжение. К выводам 14, 16, 18 можно подключать нагрузку, например, на 400 В, а к выводам 13, 15, 17 - нагрузку с напряжением 230 В.

Таким образом, предлагаемая двухполюсная статорная обмотка асинхронного генератора позволяет изготовить источник питания на два напряжения, например, на 400 В и 230 В.

Изобретение относится к области электротехники и позволяет создавать автономные источники энергии на два напряжения на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением при фиксированной частоте вращения приводного двигателя. Сущность изобретения состоит в следующем. Двухслойная двухполюсная статорная обмотка состоит из 12 катушечных групп, при этом согласно изобретению конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения подключены в соответствии с требуемым режимом выходного напряжения генератора к соответствующим выводам обмотки. Технический результат от использования данного изобретения состоит в расширении функциональных возможностей обмотки, состоящем в получении двух напряжений асинхронного генератора при постоянной частоте вращения приводного двигателя. 3 ил.

Двухслойная статорная обмотка двухполюсного асинхронного генератора, отличающаяся тем, что состоит из 12 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп и конденсаторы возбуждения подключены в соответствии с требуемым режимом выходного напряжения генератора к соответствующим выводам обмотки.