Электромашинный агрегат Советский патент 1991 года по МПК H02K47/00 

1

(21)4345817/07 (22)21.12.87 (46)23.04.91. Бюл. Nfe 15

(71)Научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода Электротяжмаш

(72)В.8.Кузьмин, С.Д.Бровкин, Ю.Е.Савельев, Ю.А.Козлов и Ю.Г.Грабовский

(56)Глебов И.А.Система возбуждения мощных синхронных машин. - Л.: Наука, 1979, с.83.

Авторское свидетельство СССР № 819894,кл. Н 02 К 11/00, 1979.

(54) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ АГРЕГАТ

(57)Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение стабильности частоты вращения и эксплуатационных свойств электромашинного агрегата. Электромашинный агрегат состоит из приводного двигателя 2, генератора 3 и возбудителя 4, валы которых соединены посредством полумуфт 9, 10, а также

подвозбудителя 5 и датчика 2 углового положения вала, содержащих постоянные магниты. Постоянные магниты подвозбудителя размещены и закреплены на наружной поверхности одной из полумуфт, вокруг которой расположен статор подвозбудителя. а постоянные магниты датчика углового положения вала размещены и закреплены на наружной поверхности другой полумуфты, вокруг которой расположен статор датчика 2 углового положения вала. Между статорами подвозбудителя и датчика углового поло- жения вала установлен разделяющий элемент, выполненный из высокоэлектропроводного материала, а минимальное расстояние между постоянными магнитами подвозбудителя и датчика углового положения вала в аксиальном направлении превышает двойную величину максимального воздушного зазора каждой из указанных электрических машин. Одна или обе полумуфты использованы в качестве маховика, например путем увеличения наружного диаметра. 2 з.п. ф-лы. 4 ил.

Ё

О

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электромашинных агрегататах. состоящих из групп электромеханических преобразователей (ЭМП), например электрических машин, валы которых соединены с помощью полумуфт, например в системах возбуждения турбогенераторов, синхронных компенсаторов и двигателей, а также асинхронизированных синхронных электромеханических преобразователей частоты.

Целью изобретения является повышение стабильности частоты вращения и эксплуатационных свойств электромашинного агрегата.

На фиг.1 изображен электромашинный агрегат, общий вид; на фиг.2 показана муфта с индуктором ЭМП; на фиг.З - муфта, содержащая два индуктора ЭМП; на фиг.4 - принципиальная схема электромашинного агрегата.

Электромашинный агрегат (фиг. 1,2), являющийся преобразователем переменного тока с частотой fi в переменный с частотой f2, содержит расположенные с аксиальным смещением две группы ЭМП. приводной двигатель 1 с датчиком 2 углового положе(л Ј

ния вала и генератор 3, возбудитель 4, под- возбудитель 5. При этом ЭМП в каждой группе расположены на общих валах 6, 7, валы установлены в Подшипники 8, механически соединены между собой с помощью . муфты, состоящей из двух полумуфт 9. 10, На ободе 11 полумуфты 10 размещен индуктор 12 подвозбудителя 5, а его статор расположен напротив внешней поверхности полумуфты.

С целью повышения стабильности частоты вращения и сокращения аксиальных габаритов электромашинного агрегата (фиг.З) на ободе 13 второй полумуфты 9 размещен индуктор 14 второго ЭМП (датчика 2 углового положения вала).

Электромашинный агрегат (фиг.3,4) работает следующим образом.

Приводной двигатель 1, подключенный к энергосистеме А переменного тока с частотой ft, развивает на своем валу 6 вращающий момент, который посредством полумуфт 9, 10 передается на вал 7 генератора 3 и возбудителя 4. При вращении полумуфты 10, содержащей индуктор 12 в обмотке статора 15 подвозбудителя 5, индуктируется трехфазный ток, который через управляемый выпрямитель 16 и аппарат токосъема 17 подводится к обмотке ротора 18 возбудителя 4. Генерируемый возбудителем 4 переменный ток направляется в пре- образователь частоты 19. При этом индуктор 14 датчика 2 углового положения вала создает в магнитном зазоре датчика магнитный поток практически синусоидальной формы с малым коэффициентом высших гармонических. Со статора 20 датчика 2 снижается и направляется в преобразователь частоты 19 информация о положении ротора относительно статора и частоте вращения. Преобразователь частоты 19 в зависимости от сигнала датчика 2 преобразует генерируемый возбудителем 4 ток, который через аппарат токосъема 17 подводится в обмотку ротора 21 генератора 3. В обмотке статора 22 генератора 3 индуктируется переменный ток с частотой f2, циркулирующий в энергосистеме В,

Более высокая стабильность частоты вращения вала электромашинного агрегата АСЭМПЧ в условиях краткосрочных отклонений от номинала частоты fi, питающей энергосистемы А может достигаться путем выполнения одной или обеих полумуфт с моментом инерции, превышающим момент инерции любого из ЭМП.

В процессе работы электромашинного агрегата индуктор 12 и обмотка статора 15 подвозбудителя 5 являются источником потоков рассеяния, стремящихся исказить синусоидальную форму сигнала, снимаемого с датчика 2 углового положения вала. С целью ограничения влияния указанных потоков рассеяния между магнитными системами

датчика и подвозбудителя может быть размещен экранирующий элемент 23, выполненный из высокоэлектропроводного материала (фиг.З). Кроме этого, с целью магнитной изоляции индукторов датчика углового положения вала и подвозбудителя последние могут быть установлены с минимальными расстоянием А в аксиальном направлении, превышающим двойную величину воздушного зазора д каждой из

указанных ЭМП (фиг.З). Это обстоятельство препятствует замыканию потоков рассеяния индуктора 12 подвозбудителя 5 по телу индуктора датчика 2, обеспечивая в воздушном зазоре датчика синусоидальное распределение магнитного поля.

Вследствие размещения индукторов ЭМП на одной или обеих полумуфтах и увеличения динамического момента инерции

повышается стабильность частоты вращения агрегата, устраняется необходимость центрирования ЭМП, размещенных на полумуфтах, что упрощает монтаж электромз- шинного агрегата. Вследствие

расположения статоров ЭМП напротив внешней поверхности полумуфт устраняется необходимость устанавливать специальное ограждение полумуфт, связанное с обеспечением безопасности эксплуатации

электромашинного агрегата, что повышает его эксплуатационные свойства.

Формула изобретения

1, Электромашинный агрегат, содержащий две группы электромеханических преобразователей, расположенных с аксиальным смещением, при этом электромеханические преобразователи в каждой

группе расположены на общем валу, а валы механически соединены между собой с помощью муфты, состоящей из двух полумуфт, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты вращения и эксплуатационных свойств электромашинного агрегата, индуктор по крайней мере одного электромеханического преобразователя размещен на ободе полумуфты, а его статор расположен напротив внешней

поверхности полумуфты.

5 I

момент инерции любого из электромеханических преобразователей.

S /7

Фиг. 2

W

15