Одномашинный асинхронно-синхронный преобразователь частоты Советский патент 1978 года по МПК H02K47/24 

Изобретение относится к электромашинным преобразователям частоты и числа фаз, в которых двигательные и генераторные обмотки совмещены в общем магнитонроводе.

Известен асинхронно-синхронный одномашинный нреобразователь частоты, имеющий входную с числом пар нолюсов pi для асинхронного двигателя и выходную с числом пар нолюсов PZ для синхронного генератора оомотки на статореи две обмотки на риторе-короткозамкнутую для двигателя и обмотку возбуждения для генератора, питаемую выпрямленным током через два контактных кольца. С целью стабилизации выходного напряжения питание обмотки возбуждения генератора осуществляется через стабилизирующий трансформатор 1.

Недостатками такого преобразователя являются сложность конструкции и низкое использование активных материалов.

Известен также одномашинный асинхронносинхронный преобразователь частоты, содержащий статор с многофазными распределенными входной и выходной обмотками, выполненными на разное число пар полюсов, ротор с трехфазной обмоткой, число нар полюсов которой равно числу пар полюсов выходной обмотки, фазы которой выполнены в виде параллельных ветвей в количестве, равном pzlpi, где Pi - число пар полюсов входной об2

Мотки, р2 -- число пар полюсов выходной обMOTKii, и вращающиеся вентили 2J. Этог преобразователь наиболее близок к изобретению ио техническо сущности и решаемо задаче.

Недостатком такого нреобразователя является плохое использование активных материалов.

Целью изобретения является улучшение использования материалов нреобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в каждую ветвь одиой фазы обмотки ротора включен вентиль, а фазы указанной обмотки соединены в замкнутый треугольник, причем одна из фаз включена встречно ио отношению к

двум другим фазам.

На фиг. 1 показаиа электрическая схема преобразователя.

Преобразователь содержит статор 1 и ротор 2. На статоре расположены многофазные

входная и выходная обмотки 3 и 4, имеющие число пар полюсов pi и рг соответственно. На роторе 2 расположена фазная обмотка 5, соеднненная в три грунны симметричных звезд, две из которых замкнуты накоротко, а третья - через вентили 6, вращающиеся вместе с ротором. Грунпы звезд обмотки ротора соединены последовательно в замкнутый треугольник через контактные кольца 7, между которыми включен выключатель 8. Выключатель 8 служ1гг для защиты вентилей при пуске и должен быть при пуске разомкнутым. При использовапии управляемых вентилей контактные кольца 7 и выключатель 8 могут быть устранены. При подключении pi-полюсной обмотки 3 к первичной сети с напряжением t/i и частотой /1, образуется вращающееся магнитное поле 0i двигателя, под действием которого в короткозамкнутых группах обмотки ротора протекают токи, и ротор начинает вращаться со скоростью я(1-6), PI где S - скольжение асинхронного двигателя. ЭДС ES с частотой скольжения S-fi, наводимая в группе обмотки, замкнутой через вентили, выпрямляется, и по всем трем группам обмотки ротора протекает выпрямленный ток, постоянная соответствующая которого образует Ра-полюсное поле Ф2 генератора, которое наводит в Р2-ПОЛЮСПОЙ выходной обмотке 4 ЭДС с частотой /l(l- При увеличении нагрузки, подключенной к обмотке 4, возрастает скольжение 5 двигателя, увеличивается ЭДС скольжения ES и возрастает выпрямленный ток ротора, что увеличивает поле Фа генератора и способствует стабилизации выходного напряжения. На фиг. 2 показана упрощенная схема соединений групп обмоткн ротора, где буквами «н, «к обозначены начало и конец катушек и групп обмотки ротора. Группы соедипены последовательно в замкнутый треугольник, причем одна из короткозамкнутых групп включена в треугольник встречно. На фиг. 3 показана схема обмотки ротора, выполненной с числами полюсов pi 2, pz Q и имеющей - (9) ветвей. Шаг обмотки раPIвеп б1 3т2, где TI и Т2-полюсные деления для полей Oi и Ф2. Катущки, сдвинутые на .. 2г. 2к рад. соединены параллельно в три т (3) -фазных звезд, группы симметричных две из которых замкнуты накоротко, а третья замкнута через вентили. Все три грунпы оомотки соединены последовательно в замкнутый треугольник, причем одна из короткозамкнутых групп соедипепа встречно. Стрелками па фиг. 3 показаны направления выпрямленного тока в обмотке, откуда видно, что . На фиг. 4 показаны звезды ЭДС катушек обмотки фиг. 3 для 2. На фиг. 5 и 6 показано то же, что п на фиг. 3 и 4, но для обмотки с pi 2, и с 12 ветвями. Преобразователь частоты отличается простотой конструкции, имеет синусоидальную форму кривой выходного напряжения, высокие энергетические показатели и жесткую внешнюю характеристику. Преобразователь может быть использован в конструкции обычной асинхронной машины с фазным ротором. Формула изобретения Одномашинныйасинхронно-синхронный преобразователь частоты, содержащий статор с многофазными распределенными входной и выходной обмотками с разным числом нар полюсов, ротор с трехфазной обмоткой, число пар полюсов которой равно числу пар полюсов выходной обмотки, фазы которой выполиены в виде паралелльных ветвей в количестве, равном PZ/PL где pi-число пар полюсов входной обмотки, PZ - число пар полюсов выходной обмотки и вращающиеся вентили, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения использования активных материалов, в каждую ветвь одной фазы обмотки ротора включен вентиль, а фазы указанной обмотки соединены замкнуто в треугольник, причем одна из фаз включена встречно по отношению к двум другим фазам.

иг

, - (. (.

Щ

-Л,4

.

t И Ii ЬЬУ-м,

.ПгГгТрТ11лU и I I I I i il

2

(риг 5