Бесконтактная совмещенная синхронная электрическая машина Советский патент 1979 года по МПК H02P9/14 H02K21/46 H02K3/16 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к бесконтактным синхрон ным электрическим машинам. Известен класс совмещенных бесконтактных синхронных машин с вращаюшимися выпрямителями и обращенным совмещенным возбудителем, возбуждаемым со стороны статора несинхронным полем, которое по условиям оптимальности машины обычно имеет полюсность, большую полюстностн машины - двойную, тройную, четырехкратную, пятикратную. Известные машины содержат статор с обмоткой якоря Н обмоткой возбуждения возбудителя для создания несинхронного поля и ротор с обмоткой возбуждения, под ключенной через вращающиеся выпрямителями к обмотке якоря возбудителя. В известных совмещенных бесконтактных машинах статорные обмотки якоря ма шины и возбуждения возбудителя и роторные обмотки возбуждения машины и якоря возбудителя могут быть попарно электрически совмещены l. Возможно также создание несинхронного 1ЮЛЯ возбуждения возбудителя без специальной обмотки на статоре за счет высших гармоник МДС специально сосредоточенной обмотки якоря машины 2. Известна также бесконтактная совмещенная синхронная электрическая машина, содержащая статор с обмоткой якоря и обмоткой возбуждения возбудителя для создания несинхронного поля и ротор с обмоткой возбуждения, подключенной через вращающиеся выпрямители к обмотке якоря возбудителя Хз. Недостатком известного класса машин является то, что выполнение на роторе таких мащин: обычной демпферной системы невозможно из-за того, что она будет демпфировать полезное несинхронное поле возбуждения возбудителя. А без демпферной системы указанные машины обладают рядом недостатков, В генераторах не обеспечиваются современные весьма жесткие требования по качеству электроэнергии, в частности, по форме кривой напряжения. симметрии нанряження при несимметричной нагрузке, изменениям напряжения при коммутаяии нагрузки в аапуске от генератора асинхронного двигателя. В двигателях не обеспечивается чребуамая пусковая Момент пая характеристика, что фьостичвсжи делает невозможным применение бесконтактных совмещенных машш в качес-гее двигателей. Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, улуч шение характеристик бесконтактной coBMe шенной синхронной машины. Указанная даль достигается тем, что на роторе установлена демпферная система, выполненная в виде, по крайней мере, двух смещенных относитетп но друг друга демпферных обмоток, причем шаги стержней каждой из них кратны двойному полюс ному делению возбудителя. На фиг. 1 представлена схема демпфер ной системы, для случая двойной полюс- ности несинхронного поля; фиг. 2 - то же для случая пятикратной полюсности несинхронного поля; фиг. 3 - вариант неполной демпферной системы для случая пятикратной полюсности несинхронного поля. На полюсах 1 (фиг. 1) ротора машины с полюснь м делением размешены три стержневые демпферные обмотки, которые смещены друг относ ителыю друга на произвольные углы , 3, причем шаги стержней 2«.5, 6-9; 10-13, образующих отдельные демпферные обмотки, равны двойному полюсному делению несинхронного поля возбудителя 2 Tg . Для надежного предотвращения гальванической связа отдельных демпферных обмоток систем через железо ротора желательно их электрически изолировать от железа ротора. При работе машины такая демпферная система не демпфирует полезное несинхронное поле возбудителя, так как каждая из трех отдельных обмоток не сцепляется с ним благодаря равенству нулю обмоточных коэффициентов любого из демпферных контуров относительно этого поля. В то же время относительно поля самой машины такая демпферная система по своим свойствам практически эквивалентна одной демпферной обмотке с тем же (суммарным) количеством стержней, замкнутых одной общей для всех стержней нарой короткозамыкателей, в способна в случае генератора значительно улучшить качество электроэнергии, а в случае двигателя - обеспечить требуемую пусковую моментную характеристику. Рассмотрим примеры возможных схем демпферной системы для машины, в которой несинхронное поле возбудителя имеет пятикратную полюсность, т.е. имеет число полюсов в 5 раз больше, чем число полюсов машины. На фиг. 2 представлена демпферная система для этой машины, состоящая из двух демпферных обмоток, смещенных относительно друг друга на произвольный угол Т. Шаги стержней каждой из них также равны двойному полюсному делению несинхронного поля возбудителя, о Конструктивно возможен также вариант неполной демпферной системы. Пример схемы такого варианта для машины с пятикратной полюсностью несинхронного поля показан на фиг. 3. Таким образом, бесконтак-гаая совмещенная синхронная машина с вращаюшимися выпрямителями и совмещенным возбудителем, возбуждаемым со стороны статора несинхронным полем, снабженная описанной демпферной системой, в случае генератора обеспечивает более высокое качество электроэнергии, а в случае двигателя - требуемую пусковую моментную характеристику. Формула изобретения Бесконтактная совмещенная синхронная электрическая машина, содержащая статор с обмоткой якоря и обмоткой возбуждения возбудителя для создания несинхронного поля и ротор с обмоткой возбуждения, подключенной через вращающиеся выпрямители к обмотке якоря возбудителя, отличающаяся тем, что, с целью улучшения характеристик, на роторе установлена демпферная система, выполненная в виде, по крайней мере, двух смещенных относительно друг друга демпферных обмоток, причем шаги стержней каждой из них кратны двойному полюсному делению возбудителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N« 264521, кл. Н 02 Р 9/24, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР Me 433613, кл. Н О2 Р 9/14, 1974. 3.Мириманян В. X, и др.. Использоваие третьей гармоники поля для самореулирования бесконтактного синхронного генератора, сб. труды ВНИИКЭ, Ереван, 1976, с. 53-64.

. К Ч Ч X i 2 в iO В 7 и Ч 8 {2 S 9

. 2Т&

1Ъ

Фиг.2