Синхронный бесконтактный генератор с возбудителем Советский патент 1988 года по МПК H02K19/38 

со

О5

оо ko 4

О5

часть является магнитным шунтом, охваченным двумя согласно включенными тороидальными обмотками подмаг- ничивания. Одна обмотка включена последовательно в цепь выпрямитель-

368946

ного тока нагрузки генератора. Вторая обмотка соединена с выходом регулятора напряжения, измерительный орган которого подключен к выходным KjieNfUBM вентильного генератора. 5 ил,

Изобретение относится к электрическим машинам и позволяет генерировать выпрямленный ток стабильного напряжения при изменении нагрузки и частоты вращения вала генератора. Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение стабильности выходного напряжения. Устройство представляет собой сочетание бесконтактного самовозбуждающегося синхронного генератора с полупроводниковым выпрямителем и содержит статор 2 с трехфазной обмоткой 3, обмотку 5 возбуждения, соединенную с выпрямителем, установленным на валу машины, асинхронный возбудитель 6 с двумя статор- ными обмотками и роторной обмоткой. Асинхронный возбудитель 6 помимо пазов на своей внутренней поверхности имеет пазы на окружности среднего диаметра статора,разделяющие его на две концентрические части, причем внутренняя часть охватывается трехфазными согласно включенными тороидальными обмотками 10 и II, одна из которых соединена в звезду и подключена к фазам синхронного генератора, а вторая включена последовательно в рассечки фаз генератора. Наружная « (Л

1

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным самовозбуждающимся вентильным генераторам, имеющим бесконтактную систему возбуждения, и может быть использовано преимущественно в системах автономного электроснабжения.

Цель изобретения - уменьщение габаритов, повышение стабильности выходного напряжения генератора.

На фиг. 1 представлена электрическая схема генератора с возбудителем; на фиг. 2 - магнитопровод стато ра асинхронного возбудителя с обмотками, поперечное сечение; на фиг. 3 асинхронный возбудитель, продольное сечение; на фиг. 4 - схема магнитных потоков, создаваемых обмотками; на фиг. 5 - схема и расположение одной из тороидальных трехфазных обмоток возбудителя.

Синхронный генератор с возбудителем содержит собственно синхрон ный генератор 1, на статоре 2 ко горо го размещена трехфазная обмотка 3, а на роторе 4 установлена обмотка 5 возбуждения генератора 1 , асингхрон- ный возбудитель 6.

Статор 7 возбудителя 6 выполнен с расположеннь ми один напротив другого с основными 8 и внутренними дополнительными 9 пазами, в которых размещены две тороидальные, расположенные концентрично, трехфазные обмотки 10 и 11, а в пазах 8 и на наружной поверхности 12 статора 7 размещены две тороидальные концентричные обмотки 13 и 14 подмагничива- ния. На роторе 15 возбудителя 6 выполнена трехфазная обмотка 16, которая через выпрямитель 17 подключена к обмотке 5 возбуждения, расположенной на том же валу. Одна трехфазная об20

мотка 10 возбудителя 6 подключена своими фазами последовательно и с обратмзм чередованием фаз к обмотке

, 3 и соединена в звезду, другая трехфазная обмотка 11 возбудителя 6 подключена к каналам фаз обмотки 10, а концами - к выпрямителю 18. Одна из обмоток 13 подмагничивания подключе10 на последовательно к выпрямителю 18, а другая обмотка 14 подмагничивания - к регулятору 19 напряжения, соединенному своим входом 20 с выходом 21 генератора 1. На роторе 4 генерато15 ра 1 может быть установлен постоянный магнит 22 для обеспечения самовозбуждения .

Генератор работает следующим образом.

При холостом ходе по обмоткам 11 и 13 токи отсутствуют, а необходимый ток возбуждения генератора 1 индуцируется магнитным полем обмотки 10 в обмотке 16 возбудителя.

Точная стабилизация напряжения осуществляется подмагничиванием статора 7 током в обмотке 14, подключенной к полупроводниковому регулятору 19. Так как чередование фаз обмо30 ток 3 и 10 синхронного генератора 1 и асинхронного возбудителя 6 разное, то магнитное поле последнего вращается в обратную сторону по отношению к полю генератора . Обмотка 16, жест.JC ко связанная с обмоткой 5, вращается навстречу магнитному потоку, поэтому частота ЭДС, наводимой в обмотке 16 ротора 15, определяется суммой скоростей вращения поля и ротора 15,

40 Под действием ЭДС обмотка 16 в обмотке 5 протекает выпрямленный ток, создавая магнитный поток возбуждения синхронного генератора I. При коммутации нагрузки в обмотках 11 и 13

45 протекают токи, однако протекание

25

тока по обмотке 13 практически не изменяет величины магнитного потока возбудителя 6.

Протекание же тока по обмотке 1 1 вызывает подмагничивание статора 7 постоянным током, что приводит к вытеснению части потока, создаваемого обмотками 11 и 10, в ротор 15 и увеличению тока возбуткдения синхронного генератора 1. При коротком замыкании на выходе 21 генератора 1 происходит резкое уменьшение напряжения и тока в обмотке 10, Однако токи короткого замыкания, протекающие 3 обмотках 13 и 11, обеспечивают создание в возбудителе 6 рабочего магнитного потока, необходимого для поддержания требуемой кратности тока короткого замыкания.

При изменении частоты вращения вала машины регулировочная характеристика синхронного генератора 1 также изменяется. Наличие в схеме регулятора 19 и обмотки 14 обеспечивает автоматическую подстройку с учетом изменения вида регулировочной характеристики синхронного генератора 1.

Таким образом, достигается автоматическая стабилизация напряжения на шинах генератора 1 при изменении нагрузки и частоты вращения вала машины и обеспечивается требуемая кратность тока короткого замыкания.

Предлагаемый синхронный генератор с возбудителем по сравнению с известным позволяет обеспечить точную автоматическую стабилизацию напряжения генератора в функции тока нагрузки и частоты вращения вала, исключает необходимость в отдельных дросселях и тем самым позволяет уменьшить габариты.

Формула изобретения

Синхронный бесконтактный генератор с возбудителем, содержащий статор генератора с трехфазной обмо 1 - кой, подключенной: к выпрямителю, обмотку возбуждения генератора, асинхронный возбудитель, на статоре

Q которого в пазах магнитопровода размещены две трехфазные обмотки, фазы одной из них включены последовательно с фазами обмотки статора генератора, ротор асинхронного возбу5 дителя с трехфазной обмоткой, подключенной через выпрямитель к обмотке возбуждения генератора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения

0 стабильности выходного напряжения генератора, он снабжен регулятором напряжения, двумя обмотками намагничивания, в магнитопроводе статора аси1гхронного возбудителя выполнены

5 дополнительные внутренние пазы напротив основных пазов, обе трехфазные обмотки возбудителя выполнены тороидальными и размещены коицеитрич- но друг другу в основных и дополни0 тельных пазах, вторая трехфазная обмотка асинхронного возбудителя своими фазами подключена к началам фаз первой трехфазной обмотки и к выпрямителю генератора, обмотки под магничивания выполнены тороидальными и размещены в дополнительных пазах магнитопровода статора возбудителя и на его наружной поверхности концентрично, одна из обмоток под0 магничивания включена последовательно с выпрямителем генератора, а вторая соединена с регулятором напряжения генератора, обе обмотки подмаг- ничивания соединены согласно.

Ф1И.З

ю

фиг. 5