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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветро- и/или гидродвигателей.

Известна четырехполюсная статорная обмотка асинхронного генератора из 12 катушечных групп с выводами от объединенных начал 1 и 12 катушечных групп, от объединенных начал 4 и 5 катушечных групп, от объединенных начал 8 и 9 катушечных групп, от объединенных концов 3 и 6 катушечных групп, от объединенных концов 7 и 10 катушечных групп, от объединенных концов 11 и 2 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 7 - с концом 10, начало 10 - с концом 4, конец 5 - с началом 11, конец 11 - с концом 2, начало 2 - с концом 8, конец 9 - с началом 3, конец 3 - с концом 6, начало 6 - с концом 12 катушечной группы (патент RU 2252474, БИ №14, опубликовано 20.05.2005).

Недостаток известной обмотки в ограниченности вариантов подключения нагрузки к асинхронному генератору автономной электростанции.

Известна четырехполюсная статорная обмотка асинхронного генератора из 12 катушечных групп, у которой начало 1 катушечной группы соединено с концом 7 катушечной группы, начало 5 - с концом 11, начало 9 - с концом 3, конец 2 - с началом 8, конец 6 - с началом 12, конец 10 - с началом 4, выводы 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, 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 (патент RU 2318287, БИ №6, опубликовано 27.02.2008 - прототип).

Недостаток известной обмотки в ограниченности вариантов подключения нагрузки к асинхронному генератору автономной электростанции.

Техническим решением изобретения является расширение вариантов подключения нагрузки к асинхронному генератору автономной электростанции.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в четырехполюсной статорной обмотке асинхронного генератора из 12 катушечных групп (1…12) конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 12 - с началом 6, выводы (13… 18) взяты от объединенных конца 6 и начала 1 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 4 и начала 5 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 7 и начала 8 катушечных групп, от объединенных конца 9 и начала 11 катушечных групп.

На фиг.1 показана схема четвырехполюсной статорной обмотки асинхронного генератора, на фигурах 2 и 3 - векторная диаграмма ЭДС, схемы включения конденсаторов и векторы токов возбуждения.

Согласно фиг.1 в четырехполюсной статорной обмотке асинхронного генератора из 12 катушечных групп конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 12 - с началом 6, выводы взяты от объединенных конца 6 и начала 1 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 4 и начала 5 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 7 и начала 8 катушечных групп, от объединенных конца 9 и начала 11 катушечных групп.

Катушечные группы смещены в электрическом измерении на 60°.

Согласно фиг.2 к выводам 13-17, 15-18, 14-17 подключены конденсаторы возбуждения. Знаками «+» и «-» отмечены фазные токи возбуждения в паре диаметрально расположенных катушечных групп в определенный момент времени. Геометрическая сумма фазных токов возбуждения представлена в виде результирующих векторов.

Токи в каждой паре диаметрально расположенных катушечных групп смещены по фазе на 60°. Пространственное смещение диаметрально расположенных пар катушечных групп на 60° и фазовое смещение в них токов возбуждения на 60° способствует образованию шестифазной статорной обмотки.

Согласно фиг.3 конденсаторы возбуждения могут быть подключены и по схеме шестифазной звезды.

При работе асинхронного генератора автономной электростанции, например, с конденсаторами, включенными по схеме на фиг.3, между выводами 13-14, 14-15, 15-13 величина ЭДС такой же величины, как и между выводами 16-14, 14-18, 18-16. Если принять, что между указанными выводами ЭДС составляет, например, 400 В, то к тройке выводов 13, 14, 15, и к другой тройке выводов 16, 17, 18 может подключаться трехфазная нагрузка, например, в виде асинхронных двигателей определенной мощности.

К каждой паре выводов 13-16, 16-14, 14-17, 17-15, 15-18, 18-13 со значением ЭДС 400/1,73 В может подключаться однофазная нагрузка. Определенная однофазная нагрузка может подключаться также и к каждой паре выводов 13-17, 14-18, 15-16, между которыми ЭДС составляет 466 В.

В ветроэлектростанции с асинхронным генератором, работающим на зарядку аккумуляторов, к выводам обмотки можно подключить шестифазный выпрямительный мост, практически исключающий проявление на выходе пульсации выпрямленного тока. К выводам 13, 14, 15 и отдельно к выводам 16, 17, 18 можно подключить и два трехфазных выпрямительных моста.

Таким образом, принятое соединение катушечных групп четырехслойной статорной обмотки позволяет применить ее в качестве шестифазной обмотки в асинхронном генераторе автономной электростанции с подключением нагрузки на разное напряжение, а совместно с шестифазным выпрямителем или с двумя трехфазными выпрямителями тока питать нагрузку постоянным током.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных генераторов автономных электростанций. Технический результат - создание шестифазного асинхронного генератора автономной электростанции с расширенными возможностями подключения нагрузки, что способствует и повышенной энергоэффективности генератора. Данный технический результат достигается тем, что в двухполюсной статорной обмотке асинхронного генератора из 12 катушечных групп конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 12 - с началом 6, выводы взяты от объединенных конца 6 и начала 1 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 4 и начала 5 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 7 и начала 8 катушечных групп, от объединенных конца 9 и начала 11 катушечных групп. 3 ил.

Четырехполюсная статорная обмотка асинхронного генератора из 12 катушечных групп, отличающаяся тем, что конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 12 - с началом 6, выводы взяты от объединенных конца 6 и начала 1 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 4 и начала 5 катушечных групп, от объединенных конца 2 и начала 3 катушечных групп, от объединенных конца 7 и начала 8 катушечных групп, от объединенных конца 9 и начала 11 катушечных групп.