Одномашинный асинхронный преобразователь частоты Советский патент 1948 года по МПК H02K47/24 H02M5/32 

В основном авт. св. № 67799 описан одномашинный асинхронный преобразователь частоты, у которого как нервичная, так и вторичная обмотки расположены на статоре и имеют разное число полюсов, кратное в четное число раз, т. е. не имеют трансформаторной связи. Короткозамкнутый ротор снабжен двумя системами обмоток, которые имеют такие же числа полюсов и электрически соединены одна с другой. Такой преобразователь дает на выходе ток двойной частоты.

Цель настоящего изобретения - увеличить коэффициент преобразования частоты преобразователя, т. е. выполнять его для получения тока больи ей, чем удвоенная, частоты. Это достигается тем, что в преобразователе по авт. св. № 67799 одна из обмоток как статора, так и ротора имеет сокращенный шаг, а другая - диаметральный. Кроме того, на роторе имеется дополнительная короткозамкнутая фазная обмотка для получения жесткой характеристики момента. Для понижения частоты в качестве первичной применена многополюсная обмотка статора, а в качестве вторичной - его малополюсная обмотка.

На фиг. 1 и 2 показаны графики влияния сокращения шага обмотки на гашение третьей и пятой гармоник; на фиг. -3 - схема соединений обмоток на роторе предлагаемого преобразователя.

Правило применения обмоток с сокращенным шагом заключается в следующем: так как период К-тл гармоники в К раз меньше периода

основной гармоники поля, то сокращение шага обмотки на -- т приводит к тому, что на протяжении ширины катушки в поле укладывается четное число полуволн той гармоники, воздействие которой на обмотку быть уничтожено.

№ 70031- 2 -

Так, например, для того чтобы уничтожить воздействие третьей гармоники, сокращенный шаг обмотки должен равняться - t, соответственио для пятой гармоники - т, для 7-й - t и т. п. Общая формула для сокращения шага обмотки будет р .

В статоре асинхронной машины распололсены две обмотки: двухполюсная с сокращенным шагом 4 10-полюсная с диаметральным шагом. Эти две обмотки размещены в одних и тех же пазах, не имеют трансформаторной связи. Коэффициент взаимоиндукции их равен нулю.

Разместим на роторе такую же пару обмоток и соединим их между собой (фиг. 3) так, чтобы они вместе образовали одну короткозамкнутую обмотку, состоящую из двухфазных обмоток: с 2р-2 и сокращен4ным шагом и 2д 10 с диаметральным шагом. Обмотки ротора

надо сфазировать так, чтобы поле скольжения многополюсной обмотки вращалось согласно с ротором.

I Если подключить двухполюсную статорную обмотку к сети, то ротор развернется в соответствии с полюсностью машины и число оборотов его будет близко к 3000 в 1 мин (учитывая скольжение). Десятиполюсная обмотка ротора, связанная электрически с двухполюсной, возбудится током частоты скольжения. Поле, созданное в результате протекания тока по этой обмотке, будет десятиполюсным и в двухполюсной обмотке статора не наведет э.д.с. В десятиполюсной же обмотке статора это поле будет наводить э.д.с. с частотой, равной соответственно

где Пр- число оборотов ротора, равное (не учитывая скольжения) 3000 в мин; -синхронное число оборотов десятиполюсной машины; /1-частота тока питающей сети; /s-частота генерируемого в десятиполюсной обмотке статора тока.

™ 3000

Тогда /5 -. пер/сек.

Соответственно для /з получим величину 150 пер/сек и т. д.

Таким образом предлагаемый преобразователь состоит из двух совмещенных машин: приводного асинхронного двигателя и синхронного генератора. Индуктор питается переменным трехфазным током частоты скольжения, а роторная обмотка приводного двигателя генерирует ток возбуждения для индуктора.

Энергия передается генераторной обмотке двигателем. Поэтому со стороны высокой часготы увеличение нагрузки скажется на увеличении скольжения машины.

Если включение многополюсной обмотки возбуждения в цепь ротора двигателя вызовет нежелательное изменение его характеристики, то можно, кроме указанных двух обмоток, поместить на роторе фазную короткозамкнутую, чтобы придать большую жесткость характеристике моментов машины.

Описанный преобразователь может быть использован не только для увеличения, но и для снижения частоты путем подключения питаюшей сети 50-периодной или иной к многополюсной обмотке статора и съема пониженной частоты с его малополюсной обмотки.

2

46

,

f - р f 1ъ/1 ,

Предмет изобретения

1.Одномашинный асинхронный преобразователь частоты по авт. св. № 67799, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования частоты, одна из обмоток как статора, так и ротора имеет сокращенный шаг, а другая - диаметральный.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения жесткой характеристики момента, на роторе применена короткозамкнутая фазная обмотка.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью понижения частоты, в качестве первичной обмотки применена многополюсная обмотка статора, в качестве вторичной - малополюсная.

Статор

250гери « la

2Р I

omaiJ