Обмотка ротора асинхронизированного турбогенератора Советский патент 1992 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к электротехнике.

Цель изобретения - снижение потерь.

На фиг. 1 показана схема размещения проводников с током на магнитопроводе ротора; на фиг. 2 - кривые результирующей н.с. ротора на один полюс и ее первая гармоническая, а также кривые средних значений результирующей н.с. ротора и н.с., если бы не было смещения обмоток на угол у, нэ фиг. 3 - схема двухфазной обмотки, расположенной в нижнем слое пазов магнито- провода (а) и двухфазной обмотки, расположенной в верхнем слое пазов маг- нитопровода (б); на фиг, 4 - концевая часть ротора, продольный разрез.

Ротор асинхронизированного турбогенератора с пазами 1-16 содержит двухфазную обмотку с осями фаз 17 и 18. Катушки обеих фаз подразделены так, что образуют две независимые двухфазные обмотки со смещением фаз в каждой из обмоток на угол а 90°. Одна обмотка (катушки фаз 19 и 20) расположена в нижнем слое пазов маг- нитопровода и имеет выходные концы 2124. Вторая обмотка (катушки фаз 25, 26) расположена в верхнем слое пазов магнито- провода и имеет выходные концы 27 и 28, 29 и 30.

Кривая н.с. 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 ступенчатую кривую н.с. 31 в пределах полюсного деления г, являющегося ее основанием. Наклонные линии 32 изображают средние значения н.с., заменяющие значения, получаемые по ступенчатой кривой. Наличие участков с пазами, в которых размещены проводники со встречным направлением токов, образует на кривой н.с. верхний горизонтальный отрезок, длина которого в долях г соответствует смещению на угол у обмотки, расположенной, например, в нижнем слое

(Л

С

vi со ел

Ч)

VI о

пазов относительно обмотки, расположенной в верхнем слое пазов. При отсутствии смещения обмоток на угол у кривая н.с. вместо трапецеидального имела бы треугольное распределение (показано штрихо- вой линией 33). Вертикальная ось симметрии d кривой н.с. соответствует продольной оси d на роторе.

Один из вариантов закрепления лобовых частей обмоток (фиг. 4) предусматрива- ет наличие в лобовых частях четырех слоев обмотки , дуги которых смещены в аксиальном направлении на половину Ь/2 их шага Ь. Дуги лобовых частей обмотки нижних слоев опираются через промежуточные состав- ные изоляционные цилиндры 34 и распорки 35 на внутреннюю поверхность бандажного кольца 36, которое зафиксировано на бочке ротора шпонкой 37.

Благодаря этому давление от меди ло- бовых частей равномерно распределено по длине бандажного кольца, что освобождает его от дополнительных механических напряжений сжатия.

Устройство работает следующим обра- зом.

Две независимые двухфазные обмотки соединяются по фазам последовательно или параллельно. При запитке фаз обмотки одинаковым по величине током, что соот- ветствует синхронному режиму работы асинхронизированного турбогенератора, наличие на роторе участков с пазами, в которых размещены проводники со встречным направлением токов, снижает в кривой н.с. состав высших гармонических, в первую очередь третью, девятую и т.д.

Максимальное значение н.с. Fm1 снижается до Fm, к которой приближается амплитуда основной гармонической FI, что улучшает форму магнитного поля в зазоре машины, приближая ее к синусоидальной.

Приближение формы поля ротора к синусоидальной позволяет свести с минимуму потерь в стали статора от высших гармонических, а также снизить потери в обмотке ротора из-за снижения величины его тока, обусловленного снижением максимального значения индукции в воздушном зазоре.

При переходе асинхронизированного турбогенератора в неуправляемый асинхронный режим работы, который обеспечивается замыканием накоротко или на гасительные сопротивления начал и концов фаз обмотки, наведенные токи в фазах обмотки также создадут благоприятную форму н.с. ротора и поля в воздушном зазоре.

Таким образом, выполнение обмотки ротора, у которой катушки обеих фаз подразделены так, что образуют две независимые двухфазные обмотки, соединенные по фазам последовательно или параллельно, со смещением фаз в каждой из обмоток на угол а 90°, и смещены относительно друг друга на угол у, позволяет по сравнению с прототипом уменьшить величину тока ротора, улучшить форму кривой поля и снизить потери в асинхронизированном турбогенераторе при работе его в синхронном и асинхронном режимах.

Формула изобретения Обмотка ротора асинхронизированного турбогенератора, выполненная двухфазной со смещением фаз на угол 90° и состоящая из концентрических катушек, размещенных в пазах магнитопровода, отличающая- с я тем, что, с целью снижения потерь, снабжена дополнительной двухфазной обмоткой, аналогичной основной, при этом фазы основной и дополнительной обмоток электрически соединены, расположены в пазах послойно и оси обмоток смещены друг относительно друга на угол 20-25°.

/2

;;

19

17

Использование: в качестве обмотки ротора асинхронизированного турбогенератора. Сущность: двухфазная обмотка ротора снабжена дополнительной частью, аналогичной основной, при этом фазы основной и дополнительной двухфазных обмоток электрически соединены, расположены в пазах послойно и оси обмоток смещены друг относительно друга на угол 20 - 25°. 4 ил.

Фие.1

, +

iTi-t:

r-4-H I I fT

, i

f-} r-d-t-i- . i , r , I I i I i I | I I i , i | i

MH f M A 1

1B 17 2 J 5 6 7 B 19 to 1/7 12 /J W Г

Й Ii f I I I | I M

k±J f li jfL I fi Щ

lt;tr rLj %j±.7i

s /J /

r-4-H I I fT

I i , i | i

Фиг.3

37

36

. 4

J4- 35

A) :U