Электрическая машина переменного тока Советский патент 1977 года по МПК H02K17/26 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным электродвигателям переменного многофазного тока, предназначенным для работы от источников кесинусоидалшого или несимметричного многофазного напряжения. Известны электрические машины переменного тока, содержащие статор, ротор с многофазной обмоткой, между двумя выводами которой включены последовательно два диода, причем их общая точка подключена к третьему выводу обмотки/и установ ленное на роторное устройство, замыкающе обмотку ротора при пуске машины накорот Однако переключающее устройство таких электрических машин, закорачивающее диод на Время пуска и содержащее два управляемых вентиля с соответствующей системой управления, которые размещены на вращающемся роторе машин и подчиняются командам оператора или общей системы управления приводом, очень сложно (особенно в.бесконтактном варианте) и мало надежно. Цель изобретения - упрощение мащины и повышение ее надежности. Это достигается тем, что два диода подключены к общей точке разноименными электродами, а параллельно этим диодам согласно с ними включён третий диод и встречно с ними тиристор с системой управления. Система управления тиристором может содержать дроссель, включенный между управляющим электродом и анодом тиристора. Такое- включение вентилей позволяет одновременно при тех же конструктивных параметрах машины и том же гармоническом составе напряжения на зажимах обмотки статора повысить поток возбуждения и, следовательно, перегрузочный момент синхронной мащины, что также является положительным эффектом предлагаемой машины. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предложенной машины. Обмотка 1 статора электрической машины переменного тока выполнена мног9фазной и подключена к источнику 2 несинусоиаального или иесимметричнотчз многофазного напряжения.

Многофазная обмотка 3 ротора имеет выводы 4 - в, к которым подключены последователько соединенные два диода 7 и 8. Общая точка этих диодов подключена к третьему выводу 6 обмотки 3 ротора.

Параллельно диодам 7 и 8 к выводам ,4 и 5 подключен согласно третий диод 9 и встречно- тиристор Юс системой управления 11.

Система управления может быть выполнена по любой известной схеме с контактной или бесконтактной связью с находящимся на статоре источником управляющих импульсов.

В простейщем случае система управления тиристором может содержать дроссель 12, включенный между управляющим электродом и анодом тиристора 10.

Предложенная электрическая машина переменного тока может работать как в синхронном, так и в асинхронном режимах.

При работе в асинхронном режиме многофазная обмотка 3 ротора замкнута накоротко диодами 7 - 9 и тиристором 10, который под действием, системы управления 11 находится во включенном состоянии.

При работе в синхронном режиме и при несимметричном многофазном синусоидальном напряжении источника питания,, которое является суммой двух симметричных . многофазных систем напряжений ( с одинаковым числом фаз и частотой) прямой и обратной последовательностей, обратная последовательность напряжений навопит в синхронно вращающейся обмотке ротора э.д.с. удвоенной частоты.

При выполнении обмотки ротора симметричной трехфазной и наличии в ней э.д.с. только одной частоты (например удвоенной по отнощению к частоте напряжения, питающего обмотку статора) по выводам 4 и 5 протекает пульсирующий выпрямленный ток от э.д.с. в двух других выводах (по выводу 4 - от выводов 6 и 5, а по выводу 5 - от выводов 6 и 4). По выводу 6 протекает симметричный переменный ток. Этот вывод является генерирующим по отнощению к двум другим выводам, причем выводы 4 и 5 выполняют функции об .мотки возбуждения, а также подпитывают пульсирующим током соседние выводы,

При питании обмоток статора от статического преобразователя частоты, выполненного на управляемых вентилях, напряжение приложенное к обмотке статора, как правило, симметрично, но несинусоидально и содержит делый спектр нечетных гармоник, кроме гармоник, кратных трем,

В этом случае гармоники, номер которых Vj. Bti - 1, где t) - целое число (ti 1), вращаются во встречном основному полю направлении, а с номерами V.., - 6-h +1 - в том же направлении. Поэтому в обмотках ротора наводятся гар

МОНИКИ Э.Д,С, р 6Т|.

Так, от пятой и седьмой гармоник напряжения питания в обмотке ротора наводится Э.Д.С, щестой гармоники. Кроме того, в обмотке ротора могут наводиться также э. д,с. более высоких порядков: от одиннадцатой и тринадцатой - двенадцатая , от семнадцатой и девятнадцатой - восемнацатая и т.д.

За счет индуктивности обмоток мгновен ное значение потока возбуждения, хотя и не будет постоянно, но и не будет снижаться до нуля, особенно при высоких частотах напряжения, питающего обмотку статора.

Следовательно, применение трех диодов вместо двух, как в известных мащинах, позволяет повысить использование энергии высщих гармоник напряжения для создания потока возбуждения при работе мащины в синхронном режиме и тем самым повысить максимальный момент двигателя, а при работе в асинхронном режиме - осуществлять замыкание напряжения всех обмоток, используя всего лищь один тиристо что существенно упрощает мащину и повышает ее надежность.

При питании машины от статического преобразователя частоты система управления тиристором может содержать только дроссель 12, включенный между управляющим электродом и анодом тиристора 10,

В этом случае при заданной частоте скольжения, которая для асинхронного двигателя выбирается ниже критической и составляет всего 1,5-2,5 гц, индуктивное сопротивление дросселя 12 очень мало, и тиристор 10 включается при положительном напряжении на его аноде. При достижении синхронной частоты вращения тиристор перестает включаться, э,д.с, высших гармоник, наводимые в обмотке ротора, выпрямляются с помощью диодов 7 Э, но вследствие, вые ОКОЙ частоты не могут включить тиристор 10, так как для высоких частот высших гармоник индуктивное сопротивление дросселя велико,

.Выполнение системы управления тиристором 10 в виде дросселя 12, включенного между его анодом и управляющим электродом, позволяет еще более упростит