Синхронная бесконтактная машина Советский патент 1982 года по МПК H02K19/38 

(54) СИНХРОННАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электрическим машинам, конкретнее к синхронным самовозбуждающимся машинам, имеюшим бесщеточную систему возбуждения,и может быть использовано в синхронных приводах механизмов, не требующих регулирования частоты вращения. Известны конструкщш бесщеточных систем возбуждения синхронных машин, использующих в системах возбуждения многофазную электрическую мащину и вращающиеся выпрямители. В качестве возбудителя в известном устройстве используется обращенный трехфазный генера тор 1. Однако данное устройство характеризуется сравнительно сложной системой автоматическог регулирования возбуждения. Известны синхронные машины, где в устрой ствах возбуждения используется дополнительitaH статорная обмотка. Синхронная машина содержит дополнительную статорную обмотку, через вьшрямител и контактные кольца включенную последовательно с обмоткой возбуждения 2. Наличие контактных колец обусловливает малую надежность, сложность зксплуатации и невозможность использования во взрывоопасных помещениях. Наиболее близкой к предлагаемой является синхронная машина, которая состоит из синхронной машины и асинхронного возбудителя, расположенных на одном валу. Фазная обмотка ротора возбудителя подключена на вход вращающегося выпрямителя:, к выходу которого подключена обмотка возбуждения синхронной мащины. Статориая обмотка синхронного двигателя через трансформатор компаундирования подключена к питающей сети. Статор возбудителя подключается к сети через трансформатора напряжения и вторичной обмотке компаундирующего трансформатора. Асинхронный возбудитель работает в режиме противовключения. При изменении тока нагрузки синхронной машины увеличивается вторичный ток компаундирующего трансформатора, что приводит к увеличению намагничивающей силы обмотки статора н тока ротора 397 возбудителя, который увеличивает ток возбуждения 3. Недостатками известной маипшы является то, что устройство регулирования тока возбуждения -содержит вынесенные за конструкцню машины трансформаторы, что увеличивает расход активных материалов и габариты установки, а также создает дополнительный источник потерь электрознергии. Цель изобретения - уменьшение габаритов и зкономия активных материалов. Поставленная цель достигается тем, что в синхронной бесконтактной машине, содержащей статор с многофазной обмоткой, обмотку возбуждения, соединенную с выпрямТИелем, асинхроиный возбудитель с роторной и якорной обмотками, причем роторная обмотка подключена через выпрямитель к обмотке возбуждения, статорная обмотка выполнена в виде дву параллельных ветвей, одна из которых соединена в звезду, а другая своими концами подключена последовательно с изменением чередования фаз к якорной обмотке асинхронного возбудителя, а ее начала служат для подключения к сети. На чертеже приведена принципиальная схем машины. Синхронная машина 1 имеет якорную обмотку 2, соединенную звездой, параллельную якорную обмотку 3 и обмотку 4 возбуждения Обмотки 2 и 3 имеют одинаковое число фаз и пар полюсов, но в общем случае разное число последовательно соединенных витков, причем как правило W2 Wa. Обмотки 2 и 3 подключаются к сети каждая через свои контакторы 5 и 6. Последовательно с обмоткой 3 включена якорная обмотка 7 асинхронного возбудителя 8, причем направление вращ ния поля в асинхронном возбуди:теле 8 обратное вращению поля в синхронноймашине I Роторная обмотка 9 асинхронного возбудителя 8, выпрямитель 10 и обмотка 4 расположены на общем валу. Устройство работает следующим образом. Обмотка 2 создает вращающееся магнитно поле. Ток обмотки 3 создает дополга1тельный вращающий момент и одновремершо, протекая по обмотке 7, возбуждает магнитное поле в машине 8. Благодаря тому, что чередование фаз обмоток 3 и 7 разное, поле в машине 8 вращается в обратную сторону по отношению к полю машины 1. Обмотка 9, жестко связан ная с обмоткой 4, вращается навстречу поток что приводит к наведению в ней ЭДС:.имеюще частоту. Под действием этой ЭДС по обмотке 4 протекает выпрямленный ток, создавая поток возбуждения синхронной машины. Динамика работы описана для двигательного режима машины 1. При включении контактора 5, происходит асшкронный пуск агрегата.При достижении ротором подсинхронной скорости, включается контактор 6 и согласно вьшдеописанному обмотка 4 возбуждает машину, происходит втягивание в синхронизм. При изменении нагрузки на валу ма1шшы, например при ее увеличении, увеличиваются токи якорных обмоток 2 и 3. Увеличение тока обмотки 3 приводит к увеличению намагничивающей силы обмотки 7, «гго приводит к увеличению тока в обмотке 9 и, следовательно, обмотке 4. С уменьшением нагрузки процессы обратны. Таким образом, достигается автоматическое регулирование возбуждения функции момента на валу машины. Закон регулирования определяется главным образом параметрами всех обмоток машины. Экономический зффект от применения такой машины в качестве привода центробежного насоса 200 кВт составляет 500 руб. в год благодаря снижешпо стоимости привода и увеличению его КПД. Формула изо б-р е т е н и я Синхронная бесконтактная машина, содержащая статор с многофазной обмоткой , обмотку возбуждения, соединенную с выпрямителем, асинхронный возбудитель с якорной и роторной обмотками, последняя из которых подключена через вьшрямитель к обмотке возбужде1шя, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов, экономии активных материалов, статорная обмотка выполнена из двух па1 аллельиых ветвей, одна из ко; торых соединена в звезду, а другая своими концами подключена последовательно с изменением чередования фаз к якорной обмотке возбудителя, а ее начала служат для подключения к сети. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Глебов И. А. Система возбуждения мощных синхронных машин. Л., 1979, с. 105. 2.Авторское свидетельство СССР № 688964, кл. Н 02 К 19/12, 1977. 3..Лищенко А. И. Синхронные двигатели с автоматическим регулированием возбуждения. Киев, 1963, с. 1112.