Совмещенная электрическая машина Советский патент 1980 года по МПК H02K47/02 H02K3/28 

(54) СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

1

Изобретение относится к электрическим машинам, используемым для преобразования переменного тока в постоянный.

Известны двигатель-генераторные агрегаты, состоящие из двигателя переменного тока (синхронного или асинхронного) и механически с ним соединенного генератора постоянного

тока l.

Недостатками их являются большие масса и габариты, низкие энергетические показатели.

Известны также одноякорные преобразователи, состоящие из совмещенных в общем магнитопроводе обращенного синхронного двигателя и генератора постоянного тока.

Недостатками таких преобразователей являются сложность конструкции из-за наличия на роторе коллектора и контактных колец, к которым выведена обмотка ротора, а также жесткая зависимость между напряжениями на кольцах и на коллекторе, что усложняет и ограничивает регулирование постоянного тока.

Наиболее близки по технической сущности и достигаемому результату к}

предлагаемому решению одномашинные преобразователи частоты, в магнитопроводе которых совмещены разнополюсс ные трехфазный асинхронный двигатель и обращенный синхронный генератор. Они содержат неявнополюсный статор, в равномерных пазах которого расположена трехфазная обмотка с двумя вывоJQ дами нулевых точек, и ротор с распределенной обмоткой, выполненной с параллельными ветвями и имеющей выводы на контактные кольца 2.

Однако область применения таких преобразователей ограничена.

15

Цель изобретения - расширение области применения путем получения на выходе машины постоянного тока.

Указанная цель достигается тем, что ротор снабжен коллектором, а об20мотка ротора выполнена по типу простой петлевой обмотки с полным числом уравнительных соединений первого рода,

На фиг. 1 показана схема параллельного возбуищения генератора (ко25роткозамкнутая обмотка ротора двигателя показана условно в виде отдельной обмотки на якоре; к выводам Я1 и Я2 подк.П10чается нагрузка постоянного тока)) на фиг. 2 - развернутая схемя

обмотки ротора предлагаемой машины г на фиг. 3 - диаграмма ЭДС обмотки ротора для 2р.2 -гюлюсного поля генератора постоянного тока; на фиг, 4 - диаграмма ЭДС для 2р.-полюсного поля еюинхронного двигателя.

Предлагаемая машина (см.фиг. 1) содер;кит на статоре трехфазную обмотку с двумя выводами нулевых точек, иcпoльэye иx для питания обмотки постоянным током и создания 2р2-пол1осного поля возбуждения генератора, трехфазные выводы обмотки подключаются к первичной сети с напряжением U и частотой f , вследствие чего образу ется вращающееся 2р -полюсное поле асинхронного двигателя.

Обмотка pojTOpa (см.фиг. 2) показана для примера 2р2-б-полюсной и выполнена в 1В пазах; катушки и коллекторные пластины обозначены.цифрами от 1 до 18. Соединения катушек выполнены по типу простой петлевой обмотки с полным числом уравнительных соединений первого рода. На фиг. 3 и 4 век-, торам ЭДС приписаны номера катушек. Щетки показаны зачерненными, уравнительные соединения выполнены с шагом, равным К/Р2. 18/3 6.

Векторы ЭДС катушек, например с номерами 1-, 7 и 13,сдвинутые на шаг уравнителя, оказываются смещенными на 360 эл.град. для 2р2 6-полюсного поля (см.фиг. 3) и на 360 120 эл.гра,ц. - для 2р., 2-полюсного поля. Таким образом, эти катушки за счет уравнителей образуют для 2р 2полюсного поля трехфазную симметричную короткозамкнутую систему (см. фиг. 4). В целом все 18 катушек обмотки образуют для 2р 2-полюсного

поля шесть отдельных трехфазных коротко замкнутых систем, эквивалентных 18-фазной короткозамкнутой обмотке. В силу отмеченных причин на щетках отсутствует переменное напряжение, наводимое в обмотке 2р, 2-полюсным полем двигателя.

Таким образом, обмотка ротора предлагаемой машины Лредставляет собой совмещенную обмотку: короткозамкнутую симметричную для асинхронного двигателя и якорную петлевого типа для генератора постоянного тока. Применение ее позволяет упростить конструкцию и расширить область применения

Формула изобретения

Совмещенная электрическая машина, содержащая неявнополюсный статор, в равномерных пазах которого расположена трехфазная обмотка с двумя выводами нулевых точек, являющимися зажимами для цепи возбуждения, и неявнополюсный ротор с распределенной обмоткой, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения, ротор снабжен коллектором, а обмотка ротора выполнена по типу простой петлевой с полным числом уравнительных соединений первого рода.

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

5 2. Попов В.И. Одномашинные преобразователи частоты и их электромагнитные нагрузки. - Электричество, . 1971, № 3, с. 79-80.

статор

ротор

is И)fflif

0ag.1

L L L8J ff 1U2J3r4J5 16 17

0Utl

«Г//

ШЩ|

i

фигЗ