Синхронная машина Советский патент 1980 года по МПК H02K19/30 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в самовозбуждающихся синхронных машинах с бесщеточным возбуждени ем. Известны синхронные машины, в коTopfjx в одной магнитной системе совмещены генератор и возбудитель. На статоре генератора расположены .две обмотки: многофазная якорная обмотка генератора и дополнительная много фазная обмотка с утроенным числом па полюсов по отношению к якорной обмот ке генератора, которая замкнута накоротко через элемент, вызывающий несимметрию по фазам. На роторе (индукторе) расположены также две,обмот ки: обмотка возбуждения генератора дополнительная обмотка, которая является якорной обмоткой возбудителя индукционно взаимосвязанная с допол нительной обмоткой на статоре и питающая через полупроводниковый преобразователь обмотку возбуждения генератора 1 J. Недостатком устройства является его сложность, так как образование магнитного поля для осуществления самовозбуждения генератора происходит за счет размещения на его статоре и роторе, кроме основных обмоток, статорной и роторной, двух дополнительных обмоток. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является синхронный самовозбуждающийся генератор, в котором совмещаются функции генератора и его возбудителя в одном сердечнике ротора и одном сердечнике статора. На статоре (якоре) размещены две обмотки в общих углубленных пазах: трехфазная четырехполюсная выходная обмотка генератора и восьмиполюсная обмотка возбудителя. В углубленных пазах ротора (индуктора) размещены также две обмотки; главная четырехполюсная обмотка генератора (обмотка возбуждения) и восьмиполюсная трехфазная обмотка переменного тока возбудителя (якорная об мотка), питающая через выпрямитель постоянным током обмотку возбуждения генератора 2. Цель изобретения - упрощение конструкции машины и сокращение числа обмоток путем использования гармонических составляющих пульсирующего поля индуктора для возбуждения машины.

Указанная цель достигается тем, что„в синхронной машине, имеющей якорь с обмоткой и индуктор с обмоткой возбуждения и якорной обмоткой возбудителя,.питающей через полупроводниковый выпрямитель обмотку возбудения машины, якорь выполнен с выступаквдими в зазор ферромагнитнЕл и элементами, которые могут быть выполнен р виде удлиненных зубцов якоря, чередующихся с короткими зубцами. Они могут быть установлены на клиньях, для беспазовых якорей ферромагнитные элементы выполнены в виде зубцов, раположенных между сторойами обмоток, длина зубцов больше или равна высоте обмотки.

На фиг. 1 изображена часть поперечного разреза машины с удлиненными зубцами на якоре; на фиг. 2 часть поперечного размера машины с удлиненными клиньями; на фиг. 3 часть активной зоны машины с беспазовым статором.

На якоре 1 синхронной машины размещена обмотка 2. Для создания требуемого шага гармонической составляющей якорь 1 выполнен с выступающими в зазор ферромагнитными элементами 3. На индукторе 4 размеще.на обмотка 5 возбуждения синхронной мгоиины и якорная обмотка 6 возбудителя, которая через полупроводниковый выпрямитель обеспечивает питание обмотки 5 возбуждения. Роль ферромагнитных элементов 3 для синхронной мгоиины, изображенной на фиг. 1, выполняют выступающие в зазор удлиненные зубцы, а для синхронной машины на фиг. 2 - удлиненные клинья 3, выполненные из ферромагнитного материала, крепящие обмотку 2 якоря. Для беспазовой синхронной машины (фиг. З) роль ферромагнитных элементов выполняют выштампованные вместе с ярмом вступы 3, высота которых равна или больше высоты обмотки. Выступы могут быть и вставными из ферромагнитного материала.

Шаг гармонической составляющей пульсирующего поля индуктора опредет ляется количеством феррсялагнитных элементовi выступающих в зазор, и размещением их по окружности якоря.

Ферромагритные элемешты, выступающие в зазор, повышают величину пульсции гармонических состг1вляющих поля индуктора и, следовательно, увеличивают ЭДС, навод имую в якорной обмотке возбудителя, процесс самовозбуждения синхронной машины усиливается.

Процесс самовозбужд€шия синхронно машины при использовайии .гармонической составляющей пульсирующего поля

индуктора происходит следующим образом.

При движении индуктора 4 относительно якоря 1 синхронной машины за счет остаточного магнитного потока индуктора 4 и наличия гармонической составляющей в воздушном зазоре машины в якорной обмотке С возбудителя наводится ЭДС, которая после полупроводникового выпрямителя пода.. ется на обмотку 5 возбуждения. Под

действием выпрямленного напряжения

в обмотке 5 возбуждения протекает постоянный ток, образующий магнитное поле, которое усиливает магнитный поток индуктора 4,следовательно,увеличивается ЭДС в якорной обмотке 6 возбудителя. Происходит процесс самовозабуждения и, если полупроводниковый выпрямитель неуправляемый,то процесс самовозбуждения прекращается при фор0 сировочном значении тока в обмотке 5 возбуждения. При управляемом выпрямителе поддерживается заданное значение тока возбуждения.

Формула изобретения

1.Синхронная Мсоиина, содержащая якорь и индуктор с размещенными на нем якорной обмоткой возбудителя и i

подключенной к ней через полупроводниковый преобразователь обмоткой воз-буждения машины,о тличающаяс я тем,что, с целью упрощения конструкции,между поверхностями индуктора

и якоря установлены ферромагнитные элементы.

2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что якорь выполнен зубчатым, зубцы различаются по высоте, причем более длинные зубцы чередуются с более короткими.

3.Мащина по п. 1, отличающаяся тем, что обмотка якоря закреплена клиньями, причем ферромагнитные элементы установлены на части клиньев, которые чередуются с клиньями без ферромагнитных элементов.

4.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что якорь выполнен беспазовым, а ферромагнитные выступы

выполнены в виде расположенных между сторонами обмоток зубцов, высота которых больше или равна высоте обмотки.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 260725, кл. Н 02 К 19/30, 1968.

2.Патент Франции № 1245426, кл. Н 02 К, 1960.

г 1

л .,., i.. ,-,., # . / f.-.f f

788289