Устройство демпфирования поля пазового рассеяния электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H02K3/20 

2, Устройство по п.1, о t л И ч а(0 ц е ее я refi, что, с целью расшрения предела компенсации пазового рассеяния и уменьшения высших гармойик ЭДС, к частям обмотки и конденсатору последовательно включена дополнительная обмотка, уложенная в те же пазы, что и основная обмотка, с шагом f/V, где f- полюсное деление

электрической машины, V - порядок гармоники магнитного поля машины.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, обмотки устройства демпфирования соединены пот-фазной схеме с числом конденсаторов 2/2 Р, где Z - число пазов I Р - число пар полюсов.

1. УСТРОЙСТВО ДЕМПФИРОВАНИЯ ПОЛЯ ПАЗОВОГО РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАМИНЫ, содержащее обмотку и конденсатор, отличающееся тем, ,что. с целью увеличения мощности за счет увеличения эффективности демпфирования поля пазового рассеяния, одни стороны обмотки распределены - по ширине паза на его основании, а другие стороны разделены на части, уложенные в углублениях, на противоположных боковых поверхностях паза, при .этом угол между осями данных частей обмотки равен 2ct, Де tQjaC 0,5b/h; Ъ- ширина паза; -hвысота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обмотки подсоединены к конденсатору. (Л со го О1 со

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение при иэготовлении синхронных машин, асинхронных машин, машин постоянного тока и др. и их регулировании. Известна конструкция пазового демпфера для паза электрической маокны, выполненного иа листовой меди и имеющей форму гильзы, охватываимце всю поверхность проводников в па ЗУ ГП. Недостатком данной конструкции демпфера является невозможность обе печения достаточно высокого уровня демпфирования пазового потока рассе нйя из-за принципиально: , низкого коэффициента связи контуров проводн ков в пазу с токопроводящими областями демпфера. Известна также конструкция демпфера для машины постоянного тока, которая в целях уменьшения реактивн ЭДС и улучшения использования пазов зоны якоря выполнена в виде медного листа Г-образной формы, верхняя уто {ценная часть которого размещена в клиновой части паза, а ось демпферной обмотки перпендикулярна боковой поверхности паза 2. Недостатком указанно -о демпфера яйляется невозможность обеспечения достаточно высокого уровня демпфир вания реактивной ЭДС, вследствие Т0ГО, что демпфер представляет собо массивное тело, обладающее активноиндуктивным сопротивлением, i Известна конструкция демпфера, в полненная в виде обмотки, которук дйя уменьшения дополнительных потер вШюлняют сосредоточенной в виде замкнутого контура из токопроводяще материала Гз }, Обмотка обладает активным и инду тивным сопротивлениями и ток в ней определяется отношением ЭДС обмотки к ее полному сопротивлению, Из-за наличия 1андуктивного сопротивления Обмотки ток в ней уменьшается. Поэтому основным недостатком обмотки является невысокий уровень демпфиро вания поля пазового рассеяния из-за наличия индуктивного сопротивления. Наиболее близким к предлагаемсму является устройство демпфирования, снабженное конденсатором, подключенным к сосредоточенной обмотке, причем емкостное сопротивление конденсатора равно индуктивному сопротивлению обмотки Г4 3. Недостатком известного устрюйства демпфирования является то, что под действием демпфера часть потока рассеяния вытесняется в нижнюю часть паза, что уменьшает уровень демпфирования пазового рассеяния, а также невозможность выведения потерь из контура демпфера. Цель изобретения улучшение мощности за счет увеличения эффективности демпфирования поля пазового рассеянияэлектрической машины, расширения предела компенсации пазового рассеяния уменьшения высших гармоник ЭДС в основной обгютке. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве., содержащем обмотку и конденсатор, одни стороны обмотки распределены по ширине паза на его основании, а другие стороны обмотки разделены на части, уложен- . вые в углублениях на противоположных боковых поверхностях паза, при этом угол между осями данных частей обмотки равен 2cLf где ,5b/h; b - ширина паза; Ь - высота обмотки в пазу; при этом зажимы частей об1мотки подсоединены к конденсатору. Кроме того,.-к частям обмотки к конденсатору последовательно присоединена дополнительная обмотка, уложенная в те же пазы, что и основная обмотка с njaroM f/O, где Т полюсное деление электрической машины; V - порядок гармоник магнитного поля машины. . Обмотки устройства демпфирования соединены по т-фазной схеме с числом конденсаторов Z/2P, где Z - число пазов; Р- число пар полюсов. Увеличение мощности за счет увеличения эффективности демпфирования потока рассеяния паза достигается тем, что одни стороны обмотки распре делены по ширине паза на его основании,- а другие стороны раздепень на части, уложенные в углублениях на противоположных боковых пове рхностях паза, при этом угол между осями дан.ных частей обмотки равен 2с где - 4c oi--0,513/ti; Ъ -ширина паза; h высота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обмотки подсоединены к конденсатору, позволяет демпфировать поток рассеяния по периметру паза и таким образом вытеснить поток рассея ния паза в воздушный зазор сГ на пути основного магнитного потока, что привело к уменьшению тока возбуждения асинхронного двигателя, машины постоянного тока и др. Таким , применение предлагаемого устройства демпфирования увеличивает мощность электрической машины, а также ее нагрузочную способность, вследствие уменьшения инд: ктивного сопротивления рассеяния. Кроме того, увеличения эффективности предлагаемого устройства дем.пфирования достигается возможностью перекомпенсации потока рассеяния паза и получения ЭДС рассё ия основно обмотки с обратным знаком, что позво ляет в машинах постоянного тока исключить добавочные полюса и выполнить магнитную цепь мгинины с равг номерным воздушным зазором и с лучшими массо-габаритными показателями Эффективность предлагаемого устройства демпфирования заключается также в том, что у него отсутствует режим К.З., при котором вся энергия вьделяется в. активном сопротивлении обмотки. Так, включение исследовательно частей обмотки и дополнительной обмотки позволяет использовать энергию магнитного поля рассепния паза для компенсации высших гармоник магнитного поля машины и использовать энергию высших гармоник магнитного поля машины для компенсации магнитного поля рассеяния паза. На фиг.1 представлено устройство демпфирования, поперечный разрез; на фиг.2 - принципиальная схема включения частей обмотки и конденсатора; на фиг.З - принципиальная схема включения частей обмотки, конденсатора и дополнительной обмотки; на фиг.4 - развернутая схема основной обмотки машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря (AM,СМ) и устройства демпфирования. Устройство содержит паз 1/ зубец 2, основную обмотку 3, которая удер живается в пазу клином 4, На основаник паза и в углублекиях на боковых поверхностях паза 5, размегдены стороны обмотки 6f предназначенной для демпфирования поля пазового рассеяния. Последовательно в цепи обмотки 6 включен конденсатор 7, емкостное сопротивление которого равно индуктивному сопротивлению обмотки. В пазах 1 с шагом f/V, где f - полюсное деление электрической машины, V- порядок гармоники магйитного поля машины, уложена дополнительная обмотка 8, соединенная последовательно с обмоткой 6. Устройство работает следующим образом.: При включении основной обмотки в сеть на ней протекает ток i, мгновенное значение которого показано на фиг;1 стрелками. Созданный током 1д поток пазового рассеяния Ф индуктирует в сторонах обмотки б ЭДС, под действием которой в контуре обмотка 6 - конденсатор 7 (фиг.2) будет протекать ток i, создающий магнитный поток Фд, направленный встречно потоку пазового рассеяния. Выполнение обмотки б из сторон, одни Из которых распределены по ширине паза по его основанию, а другие разделены на части и уложены в углублениях на противоположных боковых поверхностях паза, стало возможным демпфировать магнитное поле рассеяния в основании паза, составляющую значительную часть от общего потока рассеяния паза, и этим самым вытеснить весь поток рассеяния паза в воздушный зазор машины на пути основного магнитного потока. Для перекомпенсации магнитного-потока пазового рассеяния Фд и индукрования в обмотке б ЭДС с обратным знаком последовательно к обмотке 6 присое.цинена дополнительная обмотка 8 (фиг.З), в которой индуктируется компенсационный ток гармониками магнитного поля, в том числе.теми гармониками, которые нужно.демпфировать с тем, чтобы отсутствовали соответствующие им ЭДС в основной обмотке. Увеличение потока -компенсасоздаваемого током осуществляется за счет увеличения компенсационного тока i в дополнительной обмотке 8. Для уменьшения числа конденсаторов 7 обмотка 6 и дополнительная обмотка 8 соединены по m-фазной схеме. Пример устройства демпфирования, выполненного по трехфазной схеме :Соедкнения для синхронных и асинхронных машин, приведен на фиг.4. Основную обмотку 3,состоящую из фаз АХ, ВУ, С2, соединенных по схеме звезда; обмотки б, уложенной в пазах соответствующих фаз основной обмотки 3, соединенных параллельно (возможно и их последовательно соединение), составляет фазы обмотки 6 - Ад, Вд, Сд, концы которых соединены в общую точку О. ..

С целью упрощения грасрика дополни ; тельная обмотка 8 выполнена. с тем же шагом, чго и основная обмотка 5 и также соединена по скеме звезда. Между соответствующтшми фазаАд, Вдг С н дополми обмотки б

нительной обмотки 8 - а -в о включены три конденсатора 7 Кроме того ток ijj , создаваемый потоком рассеяния Ф t протекая по дополнительной обмотке 8. демпфирует соответствунадйе внешне гармоники магнитного потока.

Таким образом, с помощью предлагаемо1-о устройства становится возможнйм полезно использовать энергию рассеяния паза и высших гармоник магнитного поля,