Индукционная электрическая машина с разомкнутым магнитопроводом Советский патент 1988 года по МПК H02K41/25 

5/

СО со ел

СП

срие.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических системах, содержащих индукционные электрические машины с разомкнутым магнитопро- водом. Цель состоит в повышении энергетических показателей путем компенсации высших пространственных гармонических составляющих поля продольного краевого эффекта. Индуктор содержит магнитопровод 1 с расположенными в крайних пазах 2, 3 компенсирующими катушками 4, 5. Дополнительные компенсирующие катушки 7, 8 и 9 служат для компенсации третьей гармонической пространственной составляющей поля продольного краевого эффекта. Длина полюсного деления этих катушек равна отношению длины магнито- провода к номеру компенсируемой гармоники. 8 ил. § (Л

N)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических системах, содержащих индукционные электрические машины с разомкнутым магнитопроводом

Цель изобретения - повьшение энергетических показателей путем компенсации высших пространственных гармонических составляющих поля продольного краевого эффекта.

На фиг. 1 приведен индуктор электрической машины с расположенными на нем основными и дополнительными компенсирующими катушками (рабочая обмотка не указана), продольньй разрез на фиг. 2 - электрическая схема включения катушек; на фиг. 3-8 - графики поясняющие выбор места распаложепия обмоток.

Ивдуктор индукционной электрической машины с разомкнутым магнитопроводом содержит магнитопровод 1 с рас положенньо и в крайних пазах 2 и 3 компенсирующими катушками 4, 5, служащими для компенсации первой пространственной гармонической составляющей поля продольного краевого эффекта. Катушки 4 и 5 как и все дополнительные компенсирующие катушки, намотаны па ярмо магнитопровода индуктора 6. Дополнительные компенсирующие катушки 7,8 и 9 служат для компенсации третьей гармонической пространственной состалляклцей поля продольного краевого эффекта. Эти катушки намотаны через расстояние, равное одному полюсному делению катушки, определяемому как отношение длины магнитопровода к номеру компенсируемой гармоники.

Для определения расположения допонительных компенсирующих катушек 7, 8 и 9 необход1шо иметь зависимость распределения индукции в воздушном зазоре индукционной электрической машины с разомкнутым магнитопроводом По имекицейся зависимости определяют пространственньй спектральный состав распределения индукции в воздушном зазоре.

Пример. Кривая распределения индукции в зазоре индукционной электрической машины с разомкнутым магнитопроводом приведена на фиг. 3. Данную кривую распределегшя индукции необходимо, разложить в ряд Фурье на отдельные пространственные составляющие, например, известными математи

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чecки rи методами вычисления коэффициентов ряда Фурье. Затем строят кривые распределения индукции для отдельных составляющих. Так, на фиг. 4-7 дано распределение отдельных составляющих индукции: на фиг. 4 - постоянная составляющая, которая образована бегзтцим полем, создающим полезный рабочий момент,- на фиг. 5 - первая пространственная составляющая пульсирующего поля продольного краевого эффекта, которая компенсируется катушками 4 и 5, охватывающими концы магнитопровода-, на фиг. 6 - третья; на фиг. 7 - пятая и т.д. Зависимости распределения индукции для высших гармоник являются исходными для .определения расположения дополнительных компенсирующих катушек 7, 8 и 9.

Покажем это на примере третьей пространственной гармоники. По длине индуктора отмечают места максимумов индукции и нулевые точки. Расстояние между максимумами определяет полюсное деление катушки, а следовательно, и ее расположе1ше. На каждом из полюсных делений наматывают компенсирующую катушку. Она может быть выполнена как распределенной (фиг.8), так и сосредоточенной. Зная индукцию .гармоники, геометрические размеры электрической машины, определяют магнитный поток кавдой из компенсирующих катушек. Зная величину магнитного потока отдельной пространственной составляющей и значение тока нулевой последовательности, измеренного при включении индукционной электрической машины с разомкнутым магни-. топроводом без компенсирующих катушек, определяют число витков катушки.

Секции компенсирующих катушек 4, 5, 7, 8 и 9 соединяют последовательно, как указано на фиг, 2, и включают между нейтралью рабочей обмотки и нейтралью источника питания.

Устройство работает следующим образом.

При подключении .рабочей обмотки индуктора к сети он создает бегущее магнитное поле, при помещении в которое вторичного тела последний перемещается. Для уменьшения потерь от высших пространственных составляющих поля продольного краевого эффекта компенсирующие катушки создают пространственно распределенные компенсиругощие поля в соответствии с пространственным распределением поля продольного краевого эффекта. Так, компенсирующие катушки А и 5, расположенные на концах магнитопровода, компенсируют первую гармоническую составляющую поля продольного краевого .эффекта, дополнительная система катушек 7, 8 и 9 - третью. В ряде конструкций индукционных электрических машин с разомкнутым магнитопро- водом, при неблагоприятном расположении рабочей обмотки и коротком индукторе возможно появление четных пространственных гармоник и нечетных гармоник более высокого порядка, чем третья, для компенсации которых применяют дополнительные компенси- рунлцие катушки.

Использование дополнительных компенсирующих катушек, соединенных последовательно и включенных мезкду нейтралью рабочей обмотки и нейтралью источника питания, приводит к улучшению степени компенсации поля продольного краевого эффекта в различных режимах работы и, как следст8

0

вие, к повьшгению энергетических показателей индукционных электрических машин с разомкнутым магнитопроводом.

Формула изобретения

Индукционная электрическая машина с разомкнутым магнитопроводом по авт.ев, № 758420, отличающаяся тем, что, с целью noBbmie- ния энергетических показателей путем 1компенсации высших пространственных гармонических составляющих поля продольного краевого эффекта, она снабжена дополнительными компенсирующими катушками, размещенными в пазах с рабочей обмоткой и намотанными на ярмо магнитопровода и соединенными последовательно с основными компенси- катушт-ами, причем количество дополнительных катушек определяется номером компенсируемой пространственной гармоники поля продольного крае- 5 вого эффекта, а длина полюсного деления этих катушек равна отношению длины магнитопровода к номеру компенсируемой гармоники.

5

0

о

6

5

(рц.2

сриг.З

фиг.

Фиг. 5

lET-I