Синхронный генератор Советский патент 1983 года по МПК H02K19/28 

(54) СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение отаЬсится к электротехнике, а именно к бесконтактным электрическим машинам, касается синхронного генератора, имекмдегю две обмотки на . якоре и когтеобразный ротор, и может найти применение на предприятиях, проек тирующих и разрабатьшающих вьгооконадежные электрические машины для бескон тактных систем возбуждения электрических машин, а также для автономных источников электроэнергии. Известна эле1 трическая машина С1 t содержашая две обмотки на якоре (основ ную и дополнительную), ощш из которых работает в автоматическом режиме компенсации реакции якоря,, дополнительная обиотка размещается в активной зоне генератора, там же, где к основная, что требует дополнительного увеличения активной зоны и ведет к снижению экономи ческих показателей генератора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является синхронный генератор 23, в .котором как основная обмотка так и дополнительная выполнены барабанного типа и уложены в пазы на активной стороне статора, чЛ делает данное техническое решение неприемлемым для коротких машин с неботь-г шюл числом полюсов ввиду его нестабиль ности из-за большого расхода меди в лобовых соединениях. Поскольку дополнительная обмотка подвергается влиянию основного поля возбуждения, не представляется возможным полностью разделить . фушшии обмоток, что отрицательно влияет на результирующие характеристики системы в целом. Реализация известных схем токового и фазового компаувдирования требует применения специальных сериесных трансформаторов и другого дополнительногх оборудования, что усложняет и удорожает систему. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. Указанная аель достигается твиг, что в синхронном .генераторе, содержащем якорь с многофазными основной обмоткой и дополнительной обмоткой барабанного типа, индуктор с обмоткой возбуждення, подключенной через вьшрямитель к основной обмотке якоря, основшя обмотка вь полнена кольцевого типа, а дополнительная обмотка размещена на стороне. якоря, не обращенной к полюсам индуктора. Генератор может быть снабжен дополнительной обмоткой возбуждения, которая через дополнительный многофазный вьшря митель подключена к дополнительной обмотке якоря. Кроме того, дополнительная обмотка якоря может быть выполнена с тем же числом фаз, что и основная, и подключена вместе с ней через, выпрямитель к обмотке возбуждения. На фиг. 1 изображен генератор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - электрические схемы включения обмоток генератора. Генератор содержит когтеобразньгй poro 1 с полюсами 2, сердечник 3 якоря, корпус 4, нажимные фланцы 5 якоря, обмотку 6 якоря, которая размещша своей активной частью в пазах сердечника 3 як ря, обраще1В1ЫХ к полюсам ротора, а неактивной частью охватьюает сердечник якоря, т.е. является обмоткой кольцевого типа. Дополнительная обмотка 7 якоря, представляющая собой в простейшем случае беличью клетку, разомкнутую с одной стороны, размещена своими стержнями на неактивной части основной обмотки якоря, стержни могут быть, например, прибандажированы к секциям последаей. Генератор содержит также основную обмотку 8 возбуждения и может быть снабжен дополнительной обмоткой 9 возбуждения, подключенной через многофазный вьшрямитель 10 к дополнительной обмотке 7 якоря. В качестве одного из токоподводов к обмотке 9 может быть использован корпус статора (фиг. 1 и 3) Дополнительная обмотка 9 возбуждения включена магнитно-согласно с основной обмоткой 8 воа твдения, которая, в свою очередь, подключена к основной обмотке 6 якоря через выпрямитель 11. Якорь генератора может содержать вспомогательные сердечники 12. Обмотка 7 может подключаться к обмотке 6 через согласующий трансформатор 13. Обмотки возбуждения (основная и допошштельная азмещаются на индукторе 14. Начальноь озбуждение генератора осуществляется, апример, за счет остаточного магнехиз- а. Генератор работает следующим обраом. Ток нагрузки основной ой-ютки 6 содает поле рассеяния, пропорциональное му, соответственно, в обмотке 7 создается система ЭДС, также пропорциональая току нагрузки, которая, в свою очередь, создаст ток в дополнительной обмотке 9 возбуждения, пропорциональный току нагрузки. Поле этой обмотки, складь ваясь с полем основной обмотки 8 возбуждения, создает добавочную ЭДС в цепи основной якорной обмотки 6. Таким образом, может быть полностью скомпенсировано размагничивающее действие реакции хисоря основной обмотки 6 для некоторого значения тока нагрузки. Работа системы в целом соответствует 1схеме с компаундированием по току якоря. Эквивалентная электрическая схема изображена на фиг. 3. Если дополнительная обмотка 7 якоря вьшолнена с тем же числом фаз, что и основная обмотка 6 якоря, то первая под ключена либо непосредственно (при согласовавши обмоточных данных обмоток 7 и 6, фиг. 4а), либо через согласующий трансформатор 13 (фиг. 46, в) к обмотке 6, которая через выпрямитель 11 подключена к основной обмотке 8 возбу(дения. При работе генератора по фиг. 4 а, б напряжения обмоток 6 и 7, а по фиг, 4 в их токи складываются векторно, благодаря чему компенсация падения напряжения в обмотке 6 может быть достигнута в большем диапазоне значений токов нагрузки обмотки 6, чем в предыдущем случае (фиг. 1 и 3), т.е. работа системы в целом соответствует схемам фазового компаундирования. При соответствующем согласовании обмоточных данных обмоток 6 и 7 возможна и бестрансформаторная схема с векторным сложением токов. Дополнительная настройка системы токового и фазового компаундирования может вьшолняться с помощью подбора длины вспомогательных сердечников 12 (фиг. 1 и 2) или другими средствами (использование промежуточных отпаек, включезше балласт ных активных и реактивных нагрузок и прО.

Кроме того, использование дополнительной о€мапш 7 может быть и пассивнь М( если сша выпслвается короткоэамквутой. При работе генератора токи в основной обмотке 6 якоря создают поле реаюши S якоря в воздушном зазоре, т.е., в рабочей зоне, а в. нерабочей saate ошс же создают попе рассеяния, которое благодаря кольцевому типу обмотки 6 полностью . Еюдобш) ПОЛЮ реакпии якоря.

Так, если обмотка 6 трехфазная, то ее поле рассеяния будет врашакшшмся со скоростью вращения поля ротора, создавая потери в ов чгжакшшх металлических конструкциях. Расположенная в зоне дей- 5 ствия этого поля короткозамкнутая обмотка 7 экранирует ок жаюшие конструкции я снижает потери. Одновременно она снижает внукрешюе индуктивное сопротивление генератора.2fl

Предлагаемое техническое решение позволяет реайи вать схемой токового и фазового компауцдирсмаания без сериесных трансфор 1аторов, значительно снизить величину мощности регулятора возбужде- 25 яия генератора, повысить эфномическую эффективность машины путем использования серийно вьк1уска |4ых регуляторов напряжения, улучшить эксплуатационные характеристики генератора благодаря ав- зо тематической компенсации реакции шоря, что позволяет в нейоторых случаях воо&ще отказаться от регулятора.

Ф о р м ула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 1036986, кл. Н 2 А, 1966.

А

0tfZ.

ч.