Многофазный разноименнополюсный индукторный генератор Советский патент 1986 года по МПК H02K19/06 

1

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, а именно к многофазным разноименно- полюсным индукторным генераторам повышенной частоты.

Цель изобретения - увеличение КПД путем улучшения симметрии фаз генератора.

На фиг. 1 изображена развертка генератора на фиг. 2 и 3 - векторные диаграммы напряжений шести- и трехфазной обмотки.

На каждом из полюсов 1 (N, S), число которых равно или кратно шести, расположена обмотка 2 возбуждения и катушки 3-14 обмотки статора 15. Обмотка статора выполнена с шагом, равным двум зубцовым делениям. Катушки 3-13 с нечетными номерами сдвинуты относительно катуше с четными номерами 2-14, находящихс под одним полюсом, Ha Fr/2 эл. рад.

Кроме того, катушка 3 относительно катушки 5, находящейся на другом полюсе 1, сдвинута на 2/3 эл.рад пу тем соответствующего выбора длины дуги междуполюсного промежутка (а). Катушки 3-14 по необходимости могут быть соединены последовательно или параллельно.

Число зубцов 16 статора 15 выполнено вчетверо больше числа зубцов 17 ротора 18..

Во избежание пульсации магнитного потока во всем магнитопроводе необходимо, чтобы число зубцовых делений ротора 18, приходящихся на один полюс 1 (Zp), было целым. Сдвиг фаз ЭДС в катушках 3-14 соседних полюсов 1 зависит от взаимного положения зубцов 17 ротора 18 относительно статора 15.

Если на междуполюсный промежуток с обмоткой 2 приходится целое число зубцовых делений ротора 18, то под соседним полюсом катушки рабочей обмотки находятся точно в таком же положении и ЭДС в этих катушках смещается по фазе на 180 эл.град. вследствие изменения полярности полюса (N и S). Если же на междуполюсный промежуток приходится не лое число зубцовых делений ротора 18, то под соседним полюсом 1 зубцы 17 ротора 18 занимают относитель но катушек 3-14 статора 15 другое положение, т.е. полюс 1 как бы смещается относительно зубцов ротора

25 30

2216982

18, чем и достигается сдвиг фаз ЭДС в этих катушках.

При вращении зубчатого ротора меняется магнитное сопротивление в

5 воздушном зазоре. Изменение магнитного потока в воздушном зазоре наводит в рабочей обмотке ЭДС, при этом в данном генераторе наводится шестифазная ЭДС, которая путем со10 ответствующего соединения катушек преобразуется в трехфазную ЭДС. Каждая фаза обмотки распределена под четырьмя полюсами, вследствие чего неравномерность воздушного зазора

fS меньше сказывается на симметрии

фаз, а так как в пазу по ширине уложен только один.проводник, то он охпаждается с двух сторон.

Если на один плюс приходится Z

20 целых зубцовых делений ротора, а Z - число делений ротора, приходящихся на междуполюсное пространство (паз возбзгждёний), тогда

(1)

ZP 2p+Zg 2p-Z,

где Zj - число зубцов ротора;

2р - число полюсов Откуда ,

-Zp.. (2)

2s

z.

2р

Угол сдвига, на Который отстает ЭДС в катушках обмотки статора с,д- седнего последующего полюса относительно предыдущего при нумерации полюсов, совпадающей с направлением вращения ротора, можно выразить в виде

(H-2Zb), (3)

где oi- - угол сдвига фаз ЭДС в аналогичных катушках соседнего полюса в эл.град. Из (З) следует, что при 2Zb ц.ч. сдвиг фаз ЭДС в катушках соседних полюсов составляет iSO и кратный 180 . В этом случае создание трехфазного генератора смещением полюсов невозможно. Для создания трехфазного {шecтифaзнoгoJ генератора смещением полюсов необходимо, чтобы

.ч. Из (2) получим

2Zb -2Zo.

(4)

Чтобы .ч. (при .ч.) не17

обходимо, чтобы .ч., а так как

наименьшее значение числа пар полюсов Р равно трем, то число зубцов ротора Z не должно быть кратно трем.

Число зубцовых делений статора в четыре раза больше числа зубцов ротора, а так как на одно зубцовое деление ротора приходится 360 эл. град.. то на одно зубцовое деление статора приходится 90 эл.град. Это означает, что соседние катушки рабочей обмотки на каждом полюсе сдвинуты одна относительно другой на 90 эл,град. Например, между катушками 3 и 4 существует сдвиг по фазе на 90эл.град. Аналогично катушки 5, 6 и 7, 8 и т.д. сдвинуты одна относительно другой на 90 эл. град. Кроме того, существует сдвиг по фазе между аналогичными катушками, расположенными на соседних полюсах за счет смещения полюсов. Например, между ЭДС катушки 3 и ЭДС аналогичной катушки 5, а также между катушками 5 и 7, 7 и 9 и т.д. существует сдвиг в соответствии с ( 3).

На фиг. 2 представлена векторная диаграмма для случая,когда уголс по (3) равен 2АО эл.град., причем номера векторов соответствуют номерам катушек на фиг. 1. Из векторной диаграммы (фиг. 2) видно, что для . образования трехфазной си.стемы ЭДС в одну фазу целесообразно включать

1221698Л

катзппки 3, 6, 9 и 12, в другую фазу- 4, 7, 10 и 13 и в третью - 5, 8, 11 и 14,.как это показано на фиг. 3 (сложение ЭДС показано только для с двух катушек в каждой фазе).

При этом достигается то, что суммарная ЭДС каждой фазы снижается незначительно (всего на 3,4%), а фа- 10 за распределяется под четырьмя полюсами (для, шестиполюс ноЙ1 машины), что значительно улучшает симметрию фаз по сравнению с известной машиной

Формула изобретения

Многофазный разноименнополюсный индукторный генератор, содержащий зубчатый статор с распределенной обмоткой и явновыраженными полюсами с обмотками возбуждения, число которых вьшолнено кратным шести, ротор с зубцами, число которых меньше числа зубцов статора, а ширина между- полюсного промежутка выполнена равной не целому числу зубцовых делений ротора, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД путем улучшения симметрии фаз генератора, число зубцовых делений статора вьтолнено в четыре раза, большим числа зубцов ротора, а шаг обмотки статора вьшолнеи равным двум зубцовым делениям статора.

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока повышенной частоты. Цель изобретения - увеличение КПД путем улучшения симметрии фаз генератора. Генератор содержит зубчатый статор с распределенной обмоткой и явно- выраженными полюсами с обмоткой возбуждения, ротор с зубцами. Число зубцов статора выполнено в четыре раза большим числа зубцов ротора, а шаг обмотки статора выполнен рав- ньи двум зубцовым делениям статора. При таком выполнении статора и ротора каждая фаза обмотки распределяется под четырьмя полюсами, вследствие этого неравномерность воздушного зазора меньше сказыва- ется на симметрии фаз. 3 ил. (Л N) to а со 00

фиг.г

фиг 5

Редактор М. Бланар

Составитель В, Золотов Техред о.Сопко Корректор 2. Сирохман

1618/57 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Пате;1т, г. Ужгород, ул. Проектная, 4