Самовозбуждаемая синхронная машина Советский патент 1983 года по МПК H02K19/12 

тГ

/0.

J

г

00

.о

//

о

Изобретение относится к электротехнике, а именно к самовозбуждаемым синхронным машинам, и может быть использовано в синхронных элек трических машинах общепромышленного применения, а также в трехфазных машинах с фазным ротором. Известны самовозбуждаемые- синхро ные машины, содержащие трехфазную симметричную обмотку на статоре, в одну фазу которой включен резистор, и двухфазную обмотку, на роторе, в которую включены вентили flj Однако такая машина имеет низкую статическую перегружаемость, обусловленную слабой электромагнитной связью ме;кду обмотками статора и ро тора в синхронном режиме. Известны также самовозбуждаемые синхронные электрические машины, содержащие трехфазную обмотку на статоре, к которой подключены через трехфазный выпрямительный мост трех фазная обмотка, ротора, а также резистор, подключенный параллельно об мотке ротора 2 . Однако такая машина имеет большие размеры, так как содержит шесть вентилей в выпрямительном мосте, а также низкие энергетические показатели (пониженный КПД, обусловленный потерями мощности в резисторе, подключенном к обмотке возбуждения). Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является самовозб.уждаемая синхронная машина содержащая две трехфазные обмотки на статоре, которые питаются от одной трехфазной цепи, причем одна из них соединена звездой, а вторая через трехфазный выпрямительный мос содержащий неуправляемые вентили, питает обмотку возбуждения, располо женнук) на роторе. При питании обмотки возбуждения через трехфазный выпрямитель, содержащий шесть вентилей, компаундирование оказывается чрезмерным, однако ограничение величины тока возбуждения достигается выполнением каждой фазы обмотк статора из двух параллельных ветвей и подключением выпрямителя только к одной из ветвей каждой фа зы. Такая машина имеет сложную конс рукцию и увеличенные габариты, так как обмотка статора выполнена секционированной, а выпрямительный мост содержит большое количество вентилей. Цель изобретения - упрощение ко струкции и уменьшение габаритов ма шины. Указанная цель достигается тем, что в самовозбуждаемой синхронной машине, содержащей трехфазную обмотку статора и подключенную к ней через две пары вентилей обмотку возбуждения, размещенную на роторе, при этом первый конец обмотки возбуждения подключен к катодам первой пары вентилей, аноды которых подключены соответственно к первой и второй фазам обмотки статора, а второй конец обмотки возбуждения подключен к анодам второй пары вентилей, катоды которых подключены соответственно к второй и третьей фазам обмотки статора, причем, катоды первой пары вентилей соединены с третьей фазой обмотки статора, а аноды второй пары вентилей соединены р первой фазой обмотки статора. На чертеже представлена синхронная машина. К трехфазной статорной обмотке, содержащей фазы 1-3, подключена через две пары вентилей (4,5 и 6,7) обмотка 8 возбуждения, размещенная на роторе. Входные и выходные зажимы упомянутых пар вентилей шунтированы нормально разомкнутыми контактами 9-11. Устройство работает следующим образом. При подключении обмотки статора к трехфазной сети переменного тока и замыкании контактов 9-11 осуществляется синхронный пуск в .двигательном режиме работы машины. После окончания пуска контакты 9-11 одновременно размыкаются. По обмотке 8 возбуждения начинает протекать преобразованный ток, а на валу двигателя возникает синхронизирующий момент в результате взаимодействия поля статора с током возбуждения. Под действием синхронизирующего момента двигатель втягивается в синхронизм. В синхронном режиме работы с увеличением механической нагрузки на валу двигателя ток в обмотке статора возрастает, составляющие этого тока каждой фазы протекают через вентили 4-7 и обмотку 8 возбуждения, в результате ток возбуждения также возрастает, т.е. автоматически обеспечивается компаундирование. Устойчивая работа предлагаемой маииины в режиме двигателя имеет место только при отстающем коэффициенте мощности. При чрезмерном компаундировании (опережающий козффициент мощности) токи статора и ток ротора взаимно усиливают друг друга (положительная обратная связь). Это вызывает колебания ротора, ч-то приводит к выпадению машины из синхронизма. Для обеспечения устойчивой работы требуется ограничивать ток возбуждения. В предлагаемой машине ограничение тока возбуждения достигается за

счет подключения обмотки статора к обмотке возбуждения через две пары вентилей указанным образом, при этом фазные токи статора замыкаются, частично минуя обмотку возбуждения. Предлагаемое устройство содержит четыре вентиля, по сравнению с шесть вентилями в устройстве - прототипе, что в.едет к уменьшению габаритов машины, а каждая фаза обмотки статора содержит одну ветвь, а не две,

как в известном устройстве, что упрощает конструкцию машины.

Предлагаемая машина может быть применена для привода общепромышленных механизмов, требующих постоянства скорости вращения или для механизмов, не требующих регулирования скорости, т.е. взамен асинхронных двигателей, и может быть выполнена на базе серийных синхронных двигателей.

САМОВОЗБУЖДАЕМАЯ СИНХРОННАЯ МАШИНА, содержащая трехфазную обмотку статора и подключенную к ней через две папы вентилей обмотку возбу5кдения, размещенную на роторе, при этом первый конец об.мотки возбуждения подключен к катодам первой пары-вентилей, аноды которых подключены соответственно к первой и второй фазам обмотки статора, а второй конец обмотки возбуждения подключен к анодам второй пары вентилей, катоды которых подключены соответственно к второй и третьей фазам обмотки статора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов, катоды первой пары вентилей соединены с третьей фазой обмотки статора, а аноды второй пары вентилей соединены с первой фазой обмотки статора. (Л