Ротор асинхронизированного турбогенератора Советский патент 1992 года по МПК H02K1/26 H02K3/28 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к асинхронизированным турбогенераторам (АСТГ).

Цель изобретения - уменьшение потерь путем улучшения формы кривой намагничивающей силы.

На фиг. 1 показана схема размещения проводников с током на магнитопроводе ротора; на фиг, 2 - кривые результирующей намагничивающей силы (НС) ротора на один полюс и ее первая гармоническая, а также кривые средних значений результирующей НС ротора и НС. если бы фазы обеих обмоток были смещены на 90°; на фиг. 3 - схема двухфазной обмотки, расположенной в нижнем слое пазов магнитопровода (а) со смещением фаз на угол а 90°. и двухфазной обмотки, расположенной в верхнем слое пазов магнитопровода (б) со смещением фаз

на угол е 90°; на фиг. 4 -- концевая часть предложенного ротора, продольный разрез.

Ротрр асинхронизированного турбогенератора содержит две независимые двухфазные обмотки, соединенные по фазам последовательно, расположенные в пазах послойно, со смещением фаз в одной обмотке на угол а 90°, образуя беспроводниковые участки с осями фаз А , В , а в другой обмотке фазы А, В смещены на угол а 90°. Одна обмотка (катушки фаз 1,2) расположена в нижнем слое пазов.магнитопровода и имеет выходные концы А -Х, В-У, вторая обмотка (катушки фаз 3, 4) расположена в верхнем слое пазов 4aгнитoпpoвoдa и имеет выходные концы А -Х, .

Кривая НС результирующей обмотки построена с использованием единичных вертикальных отрезков от токов в проводниках, которые в синхронном режиме имеют одинаковую величину в фазах. Противоположные направления токов в проводниках обозначены + (плюс) и (точка). Вертикальные отрезки расположены против своих пазовых делений и соединены горизонтальными отрезками, образуя ступeнчatyю кривую НС 5 в пределах полюсного деления г являющегося ее основанием. Наклонные линии 6 изображают средние значения НС, заменяюиуле значения, получаемые по ступенчатой кривой.

Наличие беспроводниковых участков на поверхности магиитопровода 9 в связи со смещением на угол а 90 фаз обмотки, расположенной в нижнем слое пазов, позволяет получить результирующую кривую НС а, б, а, г, д при работе АСТГ в синхронном режиме вместо кривой 7 (а, б, е, г, д) при смещении фаз этой обмотки на угол а 90°. Ocи.d и q являются осями симметрии рото ра.

Турбогенератор работает следующим образом.

Две независимые обмотки соеди1няют ся по фазам последовательно: д-х -А -X; В -ту , npi/j запйтке фаз обмотки одинаковым по величине током, что соответствует синхронному режиму работы АСТГ, наличие на роторе ббспроводниковых участков а обмотке со смещением фаз на угол а 90° снижает в кривой НС 6 состав высших гармонических, в первую очередь, третью, девятую и т.д.,

Максимальное значение НС Fm снижается до Fm, к которой приближается амплитуда основной гармонической Fi (кривая 8), что улучшает форму магнитного поля в за.зоре машины, приближая ее к синусоидальной, и позволяет свести к минимуму потери в стали статора от высших гармонических, а также снизить потери в обмотке ротора изза снижения величины его тока, обусловленного снижением максимального значения индукции в воздушном зазоре.

При переходе асинхронизированного турбогенератора в неуправляемый асинхронный режим работы неосходимо концы обмотки , , фазы которой смещены на угол а 90, замкнуть накоротко или на гасительное сопротивление, а концы обмотки A-xf В-У фазы которой смещены на угол « 90 , оставить разомкнутыми.

При зтом наведенные токи в фазах обмотки также создадут .благоприятную форму НС ротора и поля в воздушном зазоре, что обеспечивает минимальные потери в стали статора генератора от высших гармонических поля и в зтом режиме работы.

Одним из вариантов закрепления лобовых частей обмотки предлагаемого ротора (см. фиг. 4) предусматривается наличие в лобовых частях слоев обмотки, дуги которых смещены в аксиальном направлении на половину их шага Ь. Дуги лобовых частей

обмотки нижних слоев опираются через промежуточные составные изоляционные цилиндры 10 и распорки 1 на внутреннюю поверхность бчндажного кольца 12. которое зафиксировано на бочке ротора -шпонкой 13.

Благодаря зтому давление от меди лобовых частей равномерно распределено по длине бандажного кольца, что освобождает его от дополнительных механических напряжений сжатия.

Таким образом, выполнение обмотки ротора, у которой катушки образуют две независимые двухфазные обмотки, соединенные по фазам последовательно и расположенные в пазах послойно со смещением фаз в одной обмотке на угол а 90°, образуя беспроводниковые участки, а в другой обмотке фазы смещены на угол а 90°, позволяет уменьшить величину тока ротора, улучшить форму кривой поля и соответственно снизить потери в асинхронизированном турбогенераторе при работе его в синхронном и асинхронном режимах.

Форм у л а изобретения

Ротор асинхронизированного турбогенератора, содержащий двухфазную обмотку, выполненную из концентрических катущак, размещенных в пазах магнитопровода, о тличающийся тем. что, с целью уменьшения потерь путем улучшения формы кривой намагничивающей силы, он снабжен второй двухфазной обмоткой, расположенной в пазах магнитопровода в другом слое и соединенной по фазам последовательно с первой обмоткой, причем в одной обмотке фазы смещены на угол, меньший 90°, образуя бесироводниковые участки на поверхности магнитопровода, а в другой обмотке фазы смещены на угол 90°.

В

Фиг.1

Фиг. 3

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к асинхронирован- ным турбогенераторам^. Цель изобретения - уменьшение потерь путем улучшения формы кривой намагничивающей силы. Ротор асинхронизированного турбогенератора содержит в пазах магнитопровода 9 две двухфазные обмотки, одну с катушками 1, 2 и другую с катушками 3, 4, расположенные послойно и соединенные по фазам последовательно. Фазы одной обмотки смещены на угол, меньший 90*', образуя беспроводниковые участки на поверхности магнитопровода, в другой обмотке фазы смещены на угол 90°. 4 ил.