(54) БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным машинам.
Известны бесконтактные синхронные электрические машины, содержащие статоры с многофазной обмоткой, выполняющей роль обмотки якоря, и обмоткой возбуждения, и ротор с иногофазной обмоткой, выпрямителем и обмоткой возбуждения СОНедостатком такой конструкции является ее сложность и плохое использование активных материалов.
Наиболее близка к предлагаемой бесконтактная синхронная электричес.кая машина, содержащая статор с многофазной обмоткой, включенной в звезду , к которой подключен источник под:возбуждения, ротор с многофазной обмоткой , подключенной через выпрямитель к обмотке возбуждения С 2J.
Недостатком такой электрической машины является сложность конструкМАШИНА
ции обмоток статора и ротора, которые необходимо выполнять с несколькими параллельными ветвями,образую1ци-г ми магнитные системы с разным числом полюсов и, соответственно, с разным числом пазов на полюс, что приводит к ухудшению использования активныз материалов,
Цель изобретения - упрощение кон10струкции и улучшение использования активных материалов.
Указанная цель достигается тем, что многофазная обмотка ротора выполнена с числом полюсов, равным произведению числа фаз обмотки стато15ра на число ее полюсов, к выводам обмотки статора подключены реактивные сопротивления, включенные в звезду, а источник подвозбуждения
20 включен между нулевыми точками звезд сопротивлений и обмотки статора.
Реактивные сопротивления могут быть выполнены в виде многофазного дросселя с магнитопроводом, у которого оси стержней параллельны и размещены в разных плоскостях, число фаз и стержней выполнено равным числу фаз обмотки статора машины и на каждом стержне магнитопровода установлены обмотки фаз дросселя, В качестве реактивных сопротивлений при возбуждении переменным током могут быть использованы конденсаторы , емкостное сопротивление которых равно индуктивному сопротивлению нулевой последовательности фазы обмотки статора на частоте тока возбуждения, На фиг. 1 представлена принципиальная схема включения обмоток элект рической машины; на фиг. 2 - машина. с распределением магнитных потоков, поперечное сечение; на фиг. 3электрическая схема обмотки статора с источником подвозбуждения постоянного тока; на фиг. k - электрическая схема обмотки статора с источниками подвозбуждения переменного тока; на фиг. 5 - зависимости тока подвозбуждения фазных ЭДС обмотки ротора и. напряжения на обмотке возбуждения в функции времени, Электрическая машина содержит ста 1 с многофазной обмоткой 2, к ко торой подключены реактивные сопротив ления 3, включенные в звезду и число которых равно числу фаз обмотки 2. Между нулевыми точками обмотки 2 и звезды сопротивлений 3 включены вь|воды источника подвозбуждения (не показан). На рюторе 5 размещена многофазная, обмотка 6, подключенная через выпрямитель 7 к обмотке возбужд ния 8. Число фаз обмотки 2 может быт выполнено равным любому нечетному чи слу, а обмотка 6 может быть ьыполнен с любым числом фаз и включена либо в звезду, либо в треугольник. Число полюсов обмотки 6 выполнено равным произведению числа полюсов на число фаз обмотки 2. Источник подвоз буждения может быть как постоянного, так и переменного напряжения. При вращении в потоке, создаваемом полюсами статора в обмотке 6 наводится ЭДС, которая синусоидальна в случае, если источник подвозбуждения является источником постоянного напряжения. Эта ЭДС создает ток через вентили выпрямителя 7 и постоянный ток в обмотк возбуждения, который, в свою очередь вызывает основной поток возбуждения машины. Этот поток возбуждения при вращении ротора машины создает в фазах обмотки 2 многофазную систему напряжений. Для подвозбуждения в качестве источника постоянного тока можно использовать многофазный дроссель с магнитопроводом, у которого оси стержней параллельны и расположены в разных плоскостях. В этом случае постоянная составляющая магнитного потока в ярме магнитопровода отсутствует, так как потоки от обмоток, расположенных на каждом стержне, в ярме направлены навстречу друг другу. Это исключает насыщение магнитопровода током подвозбуждения и позволяет снизить массу и габариты дросселя. Работа электрической машины с подвозбуждением постоянным током практически ничем не отличается от работы обычной системы с возбудителем, выпол- ненным в виде обращенной синхронной машины с возбуждением на статоре, многофазной якорной обмоткой на роторе и вращающимся выпрямителем,питающим обмотку возбуждения основной машины. Для этого случая на фиг. 5 приведены кривые мгновенных значений тока k, фазных напряжений о. , е е. . НапбмоТКЯ 6 Гппм ,ипм , на обмотке 6 (при трехфазном ее исполнении и напряжении на обмотке возбуждения на зажимах U(j. Эти кривые показаны пунктирной линией. Если источник подвозбуждения создает синусоидальный ток в обмотке 6, то форма фазных ЭДС , е, ерм такая, как изображена на фиг. 5. При такой форме фазных напряжений в моменты --Т -I Т одновременно коммутируют не одна, а две пары вентилей (два четных и два нечетных). Возбуждение машины переменным током позволяет снизить практически до нуля остаточное напряжение на выходе выпрямителя 7 за время меньшее, чем период напряжения возбуждения. Частота источника подвозбуждения переменного напряжения должна быть выше частоты напряжения обмотки 2 статора 1 в утроенное число фаз обмотки 2. С целью снижения мощности подвозбуждения переменного напряжения в качестве реактивных сопротивлений 3 могут быть использованы конденсаторы, емкостное сопротивление которых равно индуктивному сопротивлению, нулевой последовательности фазы обмотки 2 статора 1 на частоте тока источ ника подвозбуждения. Таким образом, изобретение позволяет снизить массу и габариты предла гаемого устройства, а в случае испол зования подвозбуждения переменным то ком увеличить быстродействие до величины, равной быстродействию систем с вращающимся управляемым выпрямителем. Формула изобретения 1.Бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор с многофазной обмоткой, соединенной в звезду, к которой подключен источник подвозбуждения, ротор с многофазной обметкой, подключенный через выпрямитель к обмотке возбуждения, отличающа я тем, что, с целью упрощения конструкции и улуч шения использования активных материалов, многофазная обмотка ротора выполнена с числом полюсов, равным (Произведению числа фаз обмотки статора на число ее полюсов, к выводам обмотки статора подключены реактивны сопротивления, включенные в звезду, а источник подвозбуждения включен между нулевыми точками звезд сопротивлений и обмотки статора. 2.Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что реактивные сопротивления выполнены в виде многофазного дросселя с магнитопроводом, у которого оси стержней параллельны и размещены в разных плоскостях, число фаз и стержней магнитопровода выполнено равным числу фаз обмотки статора и на каждом стержне магнитопровода установлены обмотки фаз дросселя. 3.Машина поп. 1,oтличaющ а я с я тем, что в качестве реактивных сопротивлений использованы конденсаторы, емкостное сопротивление которых равно индуктивному сопротивлению нулевой последовательности фазы обмотки статора на частоте тока возбуждения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США ff 3652920, кл. 322-19, 1972. 2.Караев 8. Г., Попов В. И. Бесконтактная синхронная машина с совмещенными магнитными и электрическими цепями. Труды Горьковского политехнического института, т. 2, вып, 7, 1968, с. .
L.
-
Л-С
iz
Фиг.З
HI
tf
.-/
zXlZr r
V t
An / лл
OT,
i/vJ
