СТАТОРНАЯ ОБМОТКА СВАРОЧНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Российский патент 2013 года по МПК H02K17/14 H02K3/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в сварочных асинхронных генераторах автономных электростанций.

Известна статорная обмотка асинхронного генератора из 12 катушечных групп с выводами 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, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, конец 5 - с концом 11, конец 9 - с концом 4, начало 2 - с началом 7, начало 3 - с началом 10, начало 6 - с началом 11 катушечной группы (патент RU 2263385, БИ №30, 2005).

Недостаток известной обмотки в том, что при чередовании катушек в группах 2-4-2-4… сложно изготовить катушечные группы на ток сварки и поэтому она не может быть применена в сварочном асинхронном генераторе автономной электростанции.

Известна статорная обмотка асинхронного генератора из 12 катушечных групп с выводами 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, от объединенных начала 2 и конца 5 катушечных групп, от объединенных начала 6 и конца 9 катушечных групп, от объединенных начала 10 и конца 1 катушечных групп, при этом начало 1 катушечной группы соединено с началом 7 катушечной группы, конец 2 - с концом 8, конец 4 - с концом 10, конец 6 - с концом 12, начало 5 - с началом 11, начало 9 - с началом 3 катушечной группы (патент RU 2316104, БИ №3, 2008 - прототип).

Недостаток известной обмотки в том, что при чередовании катушек в группах 1-3-1 - 3… сложно изготовить катушки большого сечения на ток сварки и поэтому она не может быть применена в сварочном асинхронном генераторе автономной электростанции.

Техническим решением изобретения является возможность применения предлагаемой статорной обмотки в сварочном асинхронном генераторе автономной электростанции.

Поставленная задача достигается тем, что в статорной обмотке сварочного асинхронного генератора из двенадцати катушечных групп с выводами и соединением конца второй катушечной группы с концом восьмой катушечной группы, конца четвертой катушечной группы с концом десятой катушечной группы, конца шестой катушечной группы с концом двенадцатой катушечной группы и конденсаторов возбуждения, первый вывод обмотки взят от начала двенадцатой катушечной группы, второй вывод обмотки взят от объединенных начал первой, шестой и одиннадцатой катушечных групп, третий вывод обмотки взят от начала восьмой катушечной группы, четвертый вывод обмотки взят от объединенных начал второй, седьмой и девятой катушечных групп, пятый вывод обмотки взят от начала четвертой катушечной группы, шестой вывод обмотки взят от объединенных начал третьей, пятой и десятой катушечных групп, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец третьей катушечной группы соединен с концом девятой катушечной группы, конец пятой катушечной группы соединен с концом одиннадцатой катушечной группы, конец второй катушечной группы соединен с концом восьмой катушечной группы, конец четвертой катушечной группы соединен с концом десятой катушечной группы, конец шестой катушечной группы соединен с концом двенадцатой катушечной группы, первый, второй и третий конденсаторы возбуждения соединены с первым, третьим и пятым выводами обмотки, а трехфазный выпрямитель соединен со вторым, четвертым и шестым выводами статорной обмотки.

На фиг.1 приведена схема статорной обмотки, на фиг.2 - схема включения конденсаторов и выпрямителя.

Согласно фиг.1 и 2 статорная обмотка сварочного асинхронного генератора содержит 12 катушечных групп (1…12) с выводом 13 от начала 12 катушечной группы, с выводом 14 от объединенных начал 1, 6 и 11 катушечных групп, с выводом 15 от начала 4 катушечной группы, с выводом 16 от объединенных начал 3, 5 и 10 катушечных групп, с выводом 17 от начала 8 катушечной группы, с выводом 18 от объединенных начал 2, 7 и 9 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 7 катушечной группы, конец 3 катушечной группы соединен с концом 9 катушечной группы, конец 5 катушечной группы соединен с концом 11 катушечной группы, конец 2 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, конец 4 катушечной группы соединен с концом 10 катушечной группы, конец 6 катушечной группы соединен с концом 12 катушечной группы, конденсаторы возбуждения 19, 20, 21 соединены с выводами 13, 15, 17, а трехфазный выпрямитель 22 соединен с выводами 14, 16, 18 статорной обмотки.

Одинаковое число катушек в катушечных группах и шаг катушек у=15 позволяют укладывать в одних и те же пазах катушки последовательной части обмотки и в части треугольника - выполненные из разного числа витков проводом разного сечения. Так, для экспериментального опытного образца сварочного асинхронного генератора на базе стандартного асинхронного двигателя АИР112М2 при соотношении витков в катушках последовательной части обмотки и в части треугольника 14/4 соотношение ЭДС на выводах при холостом ходе генератора составляет 400/56 В. Соотношение диаметров d неизолированного и d_из изолированного провода в катушках последовательной части обмотки составляет d/d_из=1,18/1,26 мм. В части треугольника катушки выполнены из четырех параллельных проводников диаметром d/d_из=1,50/1,61 мм. Внутреннее сопротивление обмотки в части треугольника отличается малой величиной.

Согласно фиг.2 выпрямитель 22, подключаемый к выводам 14, 16, 18 низкого напряжения сварочного асинхронного генератора в виде трехфазного моста, повышает напряжения холостого хода до необходимого для сварки уровня.

Статорная обмотка сварочного асинхронного генератора работает следующим образом. При вращении ротора сварочного асинхронного генератора со скоростью выше скорости вращения магнитного поля, за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения 19, 20, 21 происходит процесс самовозбуждения сварочного асинхронного генератора.

Соотношение величин ЭДС линейного напряжения между выводами обмотки 13-17, 17-15, 15-13 и выводами обмотки 14-18,18-16, 16-14 составляет 400/56 В, а напряжение холостого хода на выходе выпрямителя 22 порядка 75 В, достаточное для устойчивого зажигания сварочной дуги.

Достоинство обмотки заключается в том, что она позволяет повысить энергетическую эффективность сварочного асинхронного генератора за счет распределения сечения проводников обмотки по пазам, что в значительной мере способствует снижению уровня потерь в статорной обмотке.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сварочных асинхронных генераторах автономных электростанций. Технический результат - снижение уровня потерь в статорной обмотке и, как следствие, повышение энергетической эффективности сварочного асинхронного генератора, что позволяет использовать предлагаемую статорную обмотку в сварочном асинхронном генераторе автономной электростанции. Данная статорная обмотка сварочного асинхронного генератора, состоящая из двенадцати катушечных групп с выводами и соединением конца второй катушечной группы с концом восьмой катушечной группы, конца четвертой катушечной группы с концом десятой катушечной группы, конца шестой катушечной группы с концом двенадцатой катушечной группы и конденсаторов возбуждения, отличается тем, что первый вывод обмотки взят от начала двенадцатой катушечной группы, второй вывод обмотки взят от объединенных начал первой, шестой и одиннадцатой катушечных групп, третий вывод обмотки взят от начала восьмой катушечной группы, четвертый вывод обмотки взят от объединенных начал второй, седьмой и девятой катушечных групп, пятый вывод обмотки взят от начала четвертой катушечной группы, шестой вывод обмотки взят от объединенных начал третьей, пятой и десятой катушечных групп, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец третьей катушечной группы соединен с концом девятой катушечной группы, конец пятой катушечной группы соединен с концом одиннадцатой катушечной группы, конец второй катушечной группы соединен с концом восьмой катушечной группы, конец четвертой катушечной группы соединен с концом десятой катушечной группы, конец шестой катушечной группы соединен с концом двенадцатой катушечной группы, первый, второй и третий конденсаторы возбуждения соединены с выводами первым, третьим и пятым выводами обмотки, а трехфазный выпрямитель соединен со вторым, четвертым и шестым выводами статорной обмотки. 2 ил.

Статорная обмотка сварочного асинхронного генератора, состоящая из двенадцати катушечных групп с выводами и соединением конца второй катушечной группы с концом восьмой катушечной группы, конца четвертой катушечной группы с концом десятой катушечной группы, конца шестой катушечной группы с концом двенадцатой катушечной группы и конденсаторов возбуждения, отличающаяся тем, что первый вывод обмотки взят от начала двенадцатой катушечной группы, второй вывод обмотки взят от объединенных начал первой, шестой и одиннадцатой катушечных групп, третий вывод обмотки взят от начала восьмой катушечной группы, четвертый вывод обмотки взят от объединенных начал второй, седьмой и девятой катушечных групп, пятый вывод обмотки взят от начала четвертой катушечной группы, шестой вывод обмотки взят от объединенных начал третьей, пятой и десятой катушечных групп, при этом конец первой катушечной группы соединен с концом седьмой катушечной группы, конец третьей катушечной группы соединен с концом девятой катушечной группы, конец пятой катушечной группы соединен с концом одиннадцатой катушечной группы, конец второй катушечной группы соединен с концом восьмой катушечной группы, конец четвертой катушечной группы соединен с концом десятой катушечной группы, конец шестой катушечной группы соединен с концом двенадцатой катушечной группы, первый, второй и третий конденсаторы возбуждения соединены с первым, третьим и пятым выводами обмотки, а трехфазный выпрямитель соединен со вторым, четвертым и шестым выводами статорной обмотки.