Синхронный электрический генератор Советский патент 1992 года по МПК H02K19/36 

+ a/YY 2

Использование: в электротехнике для компенсации составляющей электромагнитного поля обратной последовательности якорной обмотки синхронной машины и для снижения несимметрии и несинусоидальности выходных напряжений. Сущность изобретения: в якорной трехфазной обмотке 1 возбуждения, содержащей фазные обмотки 2-4, соединенные концами между собой, начала фазных обмоток 3 и 4 закорочены и подсоединены к минусу источника питания и аноду диода 5. Плюс источника питания подсоединен к началу фазы 2 и к катоду диода 5. Такое соединение обмоток и диода увеличивает переменную составляющую МДС, которая компенсирует поле обратной последовательности при несимметричной нагрузке генератора. Одновременно значительно уменьшается переменная составляющая третьей гармоники напряжения, генерируемая в сеть. 1 ил. ё 1 CJ VJ о сл

$т

.Ј

..

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, предназначенных для работы в энергосистемах, предъявляющих повышенные требования к качеству вырабатываемой электроэнергии.

Известны электрические синхронные машины с однофазной обмоткой возбуждения и устройствами компенсации составляющей электромагнитного поля обратной последовательности статора, выполненными в виде успокоительных обмоток, беличьей клетки или массивных стальных полюсов.

Наиболее близким к предлагаемому является синхронный электрический генератор, выполненный с трехфазной обмоткой возбуждения и устройством компенсации составляющей электромагнитного поля обратной последовательности статора.

Недостаток этого генератора заключается в низкой эффективности компенсации составляющей электромагнитного поля обратной последовательности статорной обмотки и генерации в выходное напряжение третьей гармонической составляющей.

Целью изобретения является снижение несимметрии и несинусоидальности выходных напряжений.

На чертеже представлена принципиальная схема синхронного генератора.

Синхронный электрический генератор содержит многофазную статорную обмотку 1 и трехфазную обмотку возбуждения, фазы 2-4 которой соединены в звезду и расположены на роторе. К одному из выводов, например, обмотки 2 подключен катод диода 5, анод которого подключен к свободным выводам фаз 3 и 4 обмотки возбуждения. К выводам фаз 2 и 4 обмотки возбуждения подключен источник 6 питания.

Синхронный электрический генератор работает следующим образом.

При подключении фазных обмоток 2 и 4 к источнику 6 постоянного тока по ним протекает ток возбуждения (сплошная линия на чертеже).

При симметричной нагрузке в установившемся режиме в обмотке возбуждения не индуктируется ЭДС, а следовательно, величина результирующего магнитного потока определяется суммой МДС возбуждения и реакции якоря.

При несимметричной нагрузке в обмотках ротора имеют место токи обратной последовательности, которые создают составляющую кругового вращающегося в противоположную от направления вращения ротора магнитного поля. Она пересекает обмотки ротора и наводит в них ЭДС двойной частоты Ё2. По цепям: фазная обмотка 2 - фазная обмотка 3 или 4 - диод 5; фазная обмотка 4 - фазная обмотка 3 протекают токи. Разложив эти токи в ряд Фурье, получим постоянную составляющую, которая дополнительно подмагничивает обмотку возбуждения и ряд гармоник, из которых наиболее выражена первая. Токи первой

гармоники 221, I231. I24 , протекаемые по фазам обмотки возбуждения, а следовательно и МДС F221, F 231, F241 сдвинуты друг относительно друга на 2/3 лг,а их амплитуды равны. Поэтому составляющая электромагнитного поля обмотки возбуждения будет круговой вращающейся против направления вращения ротора. МДС обратной последовательности статора Fi2 и составляющая МДС двойной частоты первой гармоники

возбуждения, которая вращается против вращения ротора в установившихся режимах неподвижны одна относительно другой. Происходит их взаимодействие, в результате чего величина результирующей ЭДС обратной последовательности Ё2р уменьшится.

Составляющая МДС двойной частоты, которая вращается в направлении вращения ротора отсутствует, а следовательно, в

выходном напряжении генератора нет третьей гармонической составляющей.

Синхронный электрический генератор, выполненный поданному изобретению, может эффективно использоваться при работе со значительной несимметрией нагрузки по фазам. Кроме того, упрощается конструкция компенсирующего устройства, а также улучшается качество выходных напряжений при

несимметрии нагрузки.

Формула изобретения Синхронный электрический генератор, содержащий соединенную концами между

собой трехфазную обмотку возбуждения с клеммами для подключения к источнику питания постоянного тока и электромагнитно связанное со статорной обмоткой компенсационное устройство поля обратной последовательности, включающее не менее одного диода, отличающийся тем, что, с целью снижения несимметрии и несинусоидальности выходных напряжений, начала двух фаз обмотки соединены между собой и

подключены к минусу источника питания и аноду диода, катод которого соединен с началом третьей фазы и плюсом источника питания.