Электрическая машина (варианты) Советский патент 1984 года по МПК H02K17/24 

:с

1. Электрическая машина, содержащая статор и ротор с трехфазными обмотками на них, соединенными между собой, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей машины, фа. зы обмоток статора и ротора соединены подледовательио и включены в звезду, к Фазам последовательно одноименными выводами подключены прямые вентили, параллельно фазам ротора и прямым вентилям подключены обратные вентили, в двух ветвях эвеь ды фазы статора и ротора включены согласно, а в третьей - встречно.

puf.i

Изобретение относится к электрическим маишнам и может быть применено для привода общепромышленных мханизмов .

Известны электрические машины, со держащие трехфазную обмотку на статоре, которая подключена к преобразователю частоты, и трехфазную обмотку на роторе с выпрямителем ij .

Недостатком такой машины является то, что ток возбуждения и создаваемое им магнитное поле малы, вследствие чего низка перегрузочная способность машины и практическое ипользование ее ограничено. Наиболее близкой к данной по технической сущности и достигаемому эффекту является электрическая машина, содержащая трехфазную обмот- ку на статоре и трехфазную обмотку на роторе, подключенную к обмотке статора через вентили, резистор, шунтирующий обмотку ротора, а такхсе контакт, замыкакм-шй обмотку ротора на время пуска 2J .

Однако пусковой момент такой машины небольшой по величине, что не позволяет применять ее для привода большинства общепромышленных механизмов. Недостатком такой машины является также склонность к автоколебаниям, а в режиме двигателя она не создает пускового момента в связи с чем функциональные возможности ее ограничены.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей электрит ческой машины.

Указанная цель достигается тем, что в магшне, содержащей статор и ротор с трехфазными обмотками на

,них, соединенными между собой, фа зы обмоток статора и ротора соединены последовательно и включены в

звезду, к фазам последовательно одноименными выводами подключены прямые вентили, параллельно фазам ротора и прямым вентилям подключены обратные вентили, в двух ветвях звез ды фазы статора и ротора включены согласно, а в третьей - встречно.

Согласно первому варианту обмотка ротора включена в треугольник, а фазы обмотки статора подключены к вершинам треугольника. Согласно второму варианту обмотки ротора соединены в неполную звезду.

На фиг. представлена электрическая схема соединений обмоток и вентилей; на фиг.2 и фиг.З - то же, варианты.

Трехфазная обмотка 1 статора машины содержит фазы 2-4, ко-гоуае соединены последовательно с трехфазной обмоткой 5 ротора, содержа щей фазы 6 - 8 с прям1а(И вентилями 9 - 11. Об ратные вентили 12 - 14 й1унтир5гют фазы 6-8 обмотки 5 ротора вместе с прямьми вентилями 9 11. Фаза б обмотки 5 ротора вкгаочена встречно с фазой 2 обмотки 1 статора.

Электрическая мгшшна работает следующим образом.

При подключении к трехфазной сети в обмотке статора протекает трехфазный ток. Он создает вращающееся магнитное поле, которое индуктирует в I: ©I ах обмотки ротора - ЭДС частоты скольжения, под действием последних в фазах обмотки ро-тора протекают пульсирукздие выпрямленные токи частоты скольжения, которые згшыкаются через рабочие и обратные вентили в. своих фазах. Эти токи при взаимодействии с вращгиощимся полем статора создают пульсирующие моменты,.иа правленные в сторону вращения.

Крбме того, по фазам обмотки ротора протекают пульсирующие токи :частоты сети за счет электрического соединения обмоток статора и ротора, которые создают на роторе поле, пульсирующее с частотой сети. При взаимодействии этого поля с вращающимся полем статора на ротор действуют.движущие моменты, пульсирующие с частотой сети, значительные по величине благодаря тому, что в конце проводящего полупериода токи кгикдой из фаз ротора замыкаются через рабочие и обратные вентили в течение дополнительного интервала времени, когда разряжается энергия, зёшасеиная в индуктивностях фаз обмотки ротора.

Данная мгицина развивает значительный по величине пусковой момент (в 2,5 раза больше номиналоного) при неболытюм пусковом, токе (до 3-кратного от (Номинального) без включения каких-либо добавочных элементов на время пуска в цепь ротора.

Данная мгшшна синхронно-асинхрониая. При малых нагрузках (до 0,30,4 номинальной) она работает при синхроиной скорости, а при увеличении нагрузки переходит плавно в асинхронный режим, причем в асинхронном режиме она имеет мягкую механическую характеристику.

В данной мапшне при перемене местами фаз ротора, подключаемых к данным фазам статора, направление вращения и рабочие свойства не изменяются.

Расыирение функциональных возможностей электрической машины обеспе чивается ввиду наличия большого по

величине пускового момента (в прототипе пусковой момент равен нулю). Это позволяет применить данную машину для привода многих общепромыншенных механизмов, а также для некото0 ,рых механизмов, требующих повьааенного пускового момента при небольшом пусковом токе.

Различное соотношение чисел витков обмоток статора и ротора, их ин5 дуктивных сопротивлений, а также маховых масс ротора позволяет получить следующие разновидности предлагаемой машины: синхронную машину с постоянной скоростью в рабочем режиме, имеющую болытюЧ пусковой момент и плавную ресинхронизацию; асинхронную машину с мягкой механической характеристикой и большим пусковым моментом шаговый силовой двигатель (благодаря большому пусковому моменту возможен разгон машины до синхронной скорости за время, соответствующее одному периоду намагничивапщей силы поля статора, т.е. возмозКен пуск без поте,ри шага). Машина может быть реализо вана на базе серийной асинхронной

трехфазной машины. Целесообразно применение машины для привода экскаваторов, угольных комбайнов, технологических подъемных кранов, трансПорт5 ных и других механизмов.

iKjiHj-i y

-

Фиг. г

/«.3