СТАТОРНАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Российский патент 2008 года по МПК H02K17/14 H02K3/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автономных источников электроэнергии на повышенную частоту тока.

Известны статорные обмотки асинхронных машин, которые состоят из равномерно расположенных по фазам катушечных групп (Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. / А.Э.Кравчик, М.М.Шлаф, В.И.Афонин, Е.А.Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982).

Недостаток известных обмоток заключается в том, что в асинхронных генераторах автономных источников электроэнергии с фиксированной частотой вращения приводного двигателя, они создают напряжение только одной величины.

Известна статорная обмотка асинхронной машины состоящая из 18 катушечных групп с выводами от начал 3, 9, 15 катушечных групп, конец 1 катушечной группы соединен с началом 10 катушечной группы, конец 3 с началом 12, конец 5 с началом 14, конец 7 с началом 16, конец 9 с началом 18, конец 11 с началом 2, конец 13 с началом 4, конец 15 с началом 6, конец 17 с началом 8, объединены концы 4, 6, 8 катушечных групп, концы 10, 12, 14 катушечных групп, концы 16, 18, 2 катушечных групп, выводы взяты от объединенных начал 5 и 7 катушечных групп, от объединенных начал 11 и 13 катушечных групп и от объединенных начал 17 и 1 катушечных групп (См. 1. Патент 2249290. Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора. БИ №9, 2005 - прототип).

Недостаток известной обмотки состоит в том, что она характеризуется повышенным дифференциальным рассеянием от тока нагрузки, что неудовлетворительно сказывается на внешней характеристике асинхронного генератора.

Техническим решением задачи является расширение функциональных возможностей обмотки и получение различных выходных напряжений асинхронного генератора при постоянной частоте вращения приводного двигателя.

Решение указанной задачи достигается тем, что в статорной обмотке асинхронного генератора из 18 катушечных групп с выводами от начал 1, 7, 13 катушечных групп, с соединением конца 1 катушечной группы с началом 10 катушечной группы, конца 7 с началом 16, конца 13 с началом 4, выводы обмоток взяты от объединенных концов 3 и 5 катушечных групп, от объединенных концов 9 и 11 катушечных групп, от объединенных концов 15 и 17 катушечных групп, начало 3 катушечной группы соединено с концом 12 катушечной группы, начало 5 с концом 14, начало 9 с концом 18, начало 11 с концом 2, начало 15 с концом 6, начало 17 с концом 8, объединены начала 18, 8 и конец 4 катушечных групп, начала 12, 2 и конец 16 катушечных групп, начала 6, 14 и конец 10 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения С присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки.

Новизна заявляемого технического решения заключается в том, что у статорной обмотки асинхронного генератора, состоящей из 18 катушечных групп, выводы взяты от объединенных концов 3 и 5 катушечных групп, от объединенных концов 9 и 11 катушечных групп, от объединенных концов 15 и 17 катушечных групп, начало 3 катушечной группы соединено с концом 12 катушечной группы, начало 5 с концом 14, начало 9 с концом 18, начало 11 с концом 2, начало 15 с концом 6, начало 17 с концом 8, объединены начала 18, 8 и конец 4 катушечных групп, начала 12, 2 и конец 16 катушечных групп, начала 6, 14 и конец 10 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения С присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна 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. Макетный образец асинхронного генератора с заявляемой статорной обмоткой изготовлен и испытан в лабораторных условиях с целью использования в промышленности.

На фиг.1 и 2 показаны схемы обмоток при 36 и 48 пазах статора; на фиг.3 показана схема включения конденсаторов возбуждения.

Согласно фигурам 1 и 2 обмотка содержит 18 катушечных групп с выводами 19, 20, 21, 22, 23, 24, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 10 катушечной группы, конец 7 с началом 16, конец 13 с началом 4, начало 3 с концом 12, начало 5 с концом 14, начало 9 с концом 18, начало 11 с концом 2, начало 15 с концом 6, начало 17 с концом 8, объединены начала 18, 8 и конец 4 катушечных групп, начала 12, 2 и конец 16 катушечных групп, начала 6, 14 и конец 10 катушечных групп, выводы взяты от начал 1, 7, 13 катушечных групп, от объединенных концов 3 и 5 катушечных групп, от объединенных концов 9 и 11 катушечных групп и от объединенных концов 15 и 17 катушечных групп.

Согласно фиг.3 при включении конденсаторов возбуждения С на выводы 19, 21, 23 при частоте вращения ротора асинхронной машины, равной или близкой к 3000 об/мин в режиме генератора автономного источника энергии повышенной частоты тока, соотношение ЭДС между выводами 19 и 21 и выводами 20 и 22 составляет 5,4/1, например, 227/42 В.

Статорная обмотка асинхронного генератора работает следующим образом.

Конденсаторы возбуждения С подключены к выводам 19, 21, 23. Нагрузка подключается к фазным выводам 20, 22, 24.

При вращении ротора асинхронного генератора с номинальной скоростью, за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения С происходит процесс самовозбуждения. Соотношение ЭДС между выводами 19, 21, 23 и выводами 20, 22, 23 составляет 5,4/1 или, например, 227/42.

Таким образом, предлагаемая статорная обмотка асинхронного генератора позволяет в одном автономном источнике получить два независимых напряжения.

В зависимости от технического задания можно изменять сечение катушек и тем самым проектировать источники на разную мощность заданного напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании автономных источников электроэнергии, рассчитанных на повышенную частоту тока. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей статорной обмотки асинхронного генератора, а также в обеспечении возможности получения различных выходных напряжений асинхронного генератора при постоянной частоте вращения приводного двигателя, что позволяет создавать автономные источники энергии на разные напряжения на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением. Сущность изобретения состоит в том, что статорная обмотка выполнена из 18 катушечных групп с выводами от начал 1, 7, 13 катушечных групп, с соединением конца 1 катушечной группы с началам 10 катушечной группы, конца 7 с началом 16, конца 13 с началом 4. Выводы обмотки взяты от объединенных концов 3 и 5 катушечных групп, от объединенных концов 9 и 11 катушечных групп, от объединенных концов 15 и 17 катушечных групп. Начало 3 катушечной группы соединено с концом 12 катушечной группы, начало 5 с концом 14, начало 9 с концом 18, начало 11 с концом 2, начало 15 с концом 6, начало 17 с концом 8, объединены начала 18, 8 и конец 4 катушечных групп, начала 12, 2 и конец 16 катушечных групп, начала 6, 14 и конец 10 катушечных групп. При этом конденсаторы возбуждения С присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки. 3 ил.

Статорная обмотка асинхронного генератора состоит из 18 катушечных групп с выводами от начал 1, 7, 13 катушечных групп, с соединением конца 1 катушечной группы с началом 10 катушечной группы, конца 7 с началом 16, конца 13 с началом 4, отличающаяся тем, что выводы взяты от объединенных концов 3 и 5 катушечных групп, от объединенных концов 9 и 11 катушечных групп, от объединенных концов 15 и 17 катушечных групп, начало 3 катушечной группы соединено с концом 12 катушечной группы, начало 5 с концом 14, начало 9 с концом 18, начало 11 с концом 2, начало 15 с концом 6, начало 17 с концом 8, объединены начала 18, 8 и конец 4 катушечных групп, начала 12, 2 и конец 16 катушечных групп, начала 6, 14 и конец 10 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения С присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки.