Неявнополюсный ротор синхронного компенсатора Советский патент 1984 года по МПК H02K19/26 

2.Ротор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления-токопроводы к разным фазам обмотки выполнены на разных концах вала ротора,

3.Ротор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что участки лобовых частей проводников катушек дополнительной фазы смещены друг относительно друга в осевом направлении и распределены в одном слое, высота которого равна высоте одного проводника.

4.Ротор по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что, с целью повЪапения надежности, посредине полюсно-фазных зон дополнительной

фазы выполнены пазы, не замяты катушками обмотки и заполненные магнитным материалом.

5.Ротор по пп. 1-4, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения разножесткости на изгиб, пазы, размещенные в полюсно-фазных зонах дополнительной фазы, выполнены одинаковой глубины с пазами, в которых размещены катушки основной фазы.

6.Ротор по пп. 1-5, отличающийся тем, что в нижней части пазов, в которых размещены катушки дополнительной фазы, установлены заполнители из магнитного материала.

1. НЕЯВНОПОЛЮСНЫЙ РОТОР СИНХРОННОГО КОМПЕНСАТОРА с двухфазной однослойной концентрической обмоткой, одна фаза которой, основная, имеет большее, а другая, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах ротора, и с лобовыми частями основной фазы, размещенными в верхнем, а дополнительной фазы - в нижнем слоях, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования объекта, повышения.удельных энергетических показателей и надежности ротора, пазы с катушками дог полнительной фазы расположены .в полюсно-фазных зонах, угловой размер ko которых равен 0,2-0,4 полюсного де-V ления ротора двумя одинаковыми группами между участками шириной, равной одному пазовому делению основной фазы. ел со Of ел

Изобретение относится к электрическим Машинам, в частности к производству синхронных компенсаторов.

Известны роторы синхронных компенсаторов, содержащие полкюа с обм ками возбуждения, вьшолненные в виде катущек Cl

СуЯ(ествен {ыми недостатками такой конструкции роторов являются большие габариты, транспортные веса его углов и, как следствие, низкая предельная мощность, ограниченная условиями транспортировки.

Наиболее близкими к изобретению являются роторы синхронных компенсаторов, содержащие двухфазную однослойную концентрическую обмотку, одна фаза которой, основная, имеет большее, а другая, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах ротора, и с лобовыми частями основной фазы, размещенными в верхнем, а дополнительной фазы - в нижнем слоях t2 .

Недостатками данных роторов являются плохое использование объема, так как выполнение пазов для дополнительной фазы не оставляет места для размещения балансировочных грузов и создает трудности размещения вертикального участка токоподвода основной фазы.

Цель изобретения - улучшение использования объекта, повышение тем самым удельных энергетических показателей, упрощение технологии изготовления и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в неявнополюсном роторе синхронного компенсатора с двухфазной однослойной концентрической обмоткой,

одна фаза которой, основная, имеет большее, а другая, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах ротора, с лобовыми частями основной фазы, размещенными в верхнем, а дополнительной - в нижнем слоях, пазы с- катушками дополнительной фазы рас положены в полюсно-фазных зонах с угловым размером 0,2-0,4 полюсного деления ротора двумя одинаковыми группами, ограниченными участками линдрической поверхности шириной, преимущественно равной одному пазовому делению ротора.

При этом токоподводы к разным фазам могут быть вьшолнены с противположных сторон вала ротора.

Дуги лобовых частей проводников катушек дополнительной фазы могут быть смещены друг относительно друга в осевом направлении и распределены в одном слое, высота которого равна высоте одного проводника. Посредине полюсно-фазных зон дополнительной фазы могут быть вьтолнены пазы, не занятые катушками обмоток и заполненные магнитным материалом. Пазы с катушками дополнительной фазы могут быть выполнены одинаковой глубины с пазами, в которых раз мещены катушки основной фазы и в их нижнюю часть может быть установлен заполнитель из магнитного материала . На фиг-. 1, показан сердечник рото ра синхронного компенсатора, поперечное сечение; на фиг. 2 - схема его обмотки; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1 (выносной-элемент- фиг. 1 с участком лобовой чисти обмотки в зо не этого элемента); на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3. Не-явнополюсньй ротор синхронного компенсатора содержит сердечник 1 с двухфазной однослойной концентрической обмоткой, одна фаза 2 кото рой, основная, имеет большее, а дру гая фаза 3, дополнительная, меньшее число катушек и витков в катушках, расположенных в пазах 4 и 5, соответственно оси фаз смещень друг относительно друга на угол, равный 90 эл. град. Лобовые части основной фазы 3 размещены в верхнем слое 6, а дополнительной - в нижнем слое 7. Пазы 5 с катушками дополнительной фазы расположены в полюсно-фазных зонах 8 с угловым размером, равным (О,2-0,4)Т , где Т составляет 180 эл. град., т.е. равно величине полюсного деления ротора. Эти пазы в пределах полюсно-фазных зон 8 рас положены двумя одинаковыми группами 9, ограниченными участками цилин рической поверхности 10 и 11 преимущественно равной одному пазовому делению основной фазы 2 ротора Токоподводы 12 к фазе 2 и 13 к фазе 3 могут быть вьшолнены с проти воположных сторон сердечника 1 рото ра. Участки 14 лобовых частей 15 проводников 16 дополнительной фазы 3 смещены друг относительно друга и распределены в одном слое, высота которого равна высоте одного провод ника 16. Проводники обеих фаз 2 и 3 могут быть из одного и того же профиля ме С каналом 17 для прохождения газа или воды. Дуги лобовых частей 15 дополнительной фазы 3 опираются на лобовые части 18 основной фазы 2 через изоляционные сегменты 19 и гильзы 20, которые могут быть вьшолнены, например, прессованием из стеклоткани. Посредине полюсно-фазных зон 8 дополнительной фазы 3, т.е. на участках цилиндрической поверхности 11 ротора, выполнены пазы 21, не занятые обмоткой и заполненные магнитным материалом 22. Эти пазы 21 и пазы 5 с проводниками 16 катушек дополнительной фазы 3 ,могут быть одинаковой глубины с пазами 4, в которых размещены катушки основной фазы 2. При этом в нижнюю часть пазов 5 тоже установлен заполнитель 23 из магнитного материала, подобный заполнителю 22 в пазах 21. При работе машины основная фаза 2 синхронного компенсатора служит для регулирования величины и направления реактивной мощности. Роль дополнительной фазы 3, как управляющей, поясняется следующим. При отсутствии тока в фазе 3 и протекании тока в фазе 2, величина которого равна величине тока холостого хода при заданном напряжении статора, обмен реактивной мощностью 1чежду синхронным компенсатором и энергосистемой отсутствует. При протекании тока в фазе 2 вьш1е, чем тока холостого хода, синхронный компенсатор выдает реактивную мощность в сеть, при уменьшении тока в фазе 2 ниже величины тока холостого хода синхронный компенсатор потребляет реактивную мощность из сети. При этом, чем ниже ток в фазе 2 в неизменном направлении, тем большая реактивная мощность потребляется. При нулевом токе в фазе 3 значение реактивной мощности в долях от номинальной, потребляемой неявнополюсным синхронным компенсатором, равно величине, обратнопропорциональной синхронному индуктивному сопротивлению xd. Для потребления реактивной мощности, большей чем 1/xd, необходимо в фазе 2 изменить направление тока на противоположное по отношению к направлению тока в режиме вьдачи реактивной мощности (подать ток отрицательного напряжения в фазу 2). Однако при отсутствии тока в фазе 3

такое состояние является неустойчивьп4 и при любом возмущении происходит проворачивание ротора и самопроизводительный сброс потребляемой реактивной мощности или даже переход в режим вьщачи реактивной мощности.

Для предотвращения проворачивания ротора при подаче тока отрицательного направления в фазу 2 необходимо в фазу 3 подать ток такого направления, чтобы фазой 3 был создан вращающий момент .в направлении, противоположном направлению проворачивания. Таким образом, при питании фазы 3 регулируемым током требуемой величины и направления синхронньШ компенсатор может устойчиво работать при подаче в фазу 2 тока отрицательного направления, качания в энергосистеме и параллельной работе нескол ких компенсаторов на одной подстанции.

Максимальная величина намагничивающей силы, которую должна создавать фаза 3, зависит от конструктивного ее расположения. Для конструкции обмотки предлагаемого изобретения с размещением фазы 3 в полюснофазных зонах 8 с угловым размером, равным 0,2-0,4 полюсного деления ротора, для обеспечения устойчивой работы синхронного компенсатора намагничивающая сила фазы 3 должна

составлять 5-7% от намагничивающей силы фазы 2. Это позволяет разместить необходимое количество проводников фазы 3 группами в пределах полюсно-фазных зон и ос:тавить поверхности 10 ротора для отверстий 24, предназначенных для балансировочных грузов и поверхности 11 для размещения вертикального участка 25 токоподвода 12 основной фазы 2 в лобовой части обмотки.

Благодаря размещению токоподводов 12 и 13 с противоположных, сторон сердечника 1 обе стороны .ротора с контактными кольцами, к которым присоединены токоподводы, выполняются конструктивно одинаковыми, что повьшзает технологичность конструкции. Распределение участков 14 лобовых частей 15 дополнительной фазы 3 в один слой, высота которого уменьшена до высоты одного проводника, обеспечивает достаточную гшсяцадь пространства 26 между лобовыми частяtiK и валом для прохождения хладагента: газа или воды (по водоподводящим патрубкам) проводников.

Вьшолнение пазов 5 и 11 одинаково глубины с пазами 4 основной фазы и заполнение их магнитным материалом снижают разножесткость ротора на изгиб при сохранении необходимого сечения его магнитопровода.