Устройство демпфирования поля пазового рассеяния электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН З(59 Н 02 К 3/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Кировский политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 141925, кл. Н 02 К 3/20 19592. Авторское свидетельства СССР9 146381, кл. Н 02 К 3/20, 1960.3. Толкунов В.П. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. И фЭнергия, 1979, с, 105106, рис, 5-3,4. Авторское свидетельство СССРФ 811414, кл. Н 02 К 3/20 1979.ЯО.1 О А(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЕМПФИРОВАНИЯфПОЛЯ ПАЗОВОГО РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙИАИИНЫ, содержашее обмотку и конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения мощности засчет увеличения эффективности демпфирования поля пазового рассеяния,одни стороны обмотки распределеныпо ширине паза на его основании,а другйе стороны разделены на части,уложенные в углублениях, на противоположных боковых поверхностях паза,при этом угол между осями данныхчастей обмотки равен 2 Ы, где1 со=0,5 Ь/Ь; Ь - ширина пазау высота обмотки в пазу; при этомзажимы частей обмотки подсоединенык конденсатору,1032530 3. Устройство по п.1, о т л и ч а- в щ е е с я тем, что, с целью расюмреиия предела компенсации пазового рассеяния и уменьшения высших гармоник ЭДС, к частям обмотки и конденсатору последовательно включена доПолнительная обмотка, уложенная в те. же пазы, что и основная обмотка, с шагом Т/9, где Т- полюсное деление Изобретение относится к электроМашиностроению и может найти применение при изготовлении синхронныхмашин, асинхронных машин, машинпостоянного тока и др. и их регулировании,Известна конструкция пазовогодемпфера для паза электрической мазины, выполненного из листовой меди,иимеющей Форму гильзы, охватывающейвсю поверхность проводников в па"зу Г 11.Недостатком данной конструкциидемпфера является невозможность обеспечения достаточно высокого уровнядемпфирования пазового потока рассея-,ния из-за принципиально низкогокоэффициента связи контуров проводников в пазу с токопроводящими областями демпфера.Известна также конструкция демп- ффера для машины постоянного тока,которая в целях уменьшения реактивнойЭДС и улучшения использования пазовойзоны якоря выполнена в виде медного .листа Г"образной формы, верхняя утол-,25щЕнная часть которого размещена вклиновой части паза, а ось демпфернфй обмотки перпендикулярна боковойпфверхности паза 2 3.Недостатком указанного демпфера 30является невозможность обеспечениядостаточно высокого уровня демпфирования реактивной ЭДС, вследствиетого, что демпфер представляет собоймассивное тело, обладающее активно" З 5индуктивным сопротивлением.Известна конструкция демпфера, вы"пблненная в виде обмотки, которуюдля уменьшения дополнительных потерьвйполняют сосредоточенной в видезамкнутого контура из токопроводящегоматериала 3 .Обмотка обладает активным и индуктйвным .сопротивлениями и ток в нейопределяется отношением ЭДС обмоткик ее полному сопротивлению, Из-за 45наличия индуктивного сопротивленияобмотки ток в ней уменьшается, Поэтому основнйм недостатком обмоткиявляется невысокий уровень демпфироэлектрической машины, 4 - порядок гармоники магнитного поля машины.3, устройство по п.2, о т л н ч аю щ е е с я тем, что, с целью упро- щения конструкции, обмотки устройства , демпфирования соединены по т-Фазной схеме с числом конденсаторов 2/2 Р, где 2 - число пазов; Р - число пар полюсов. вания поля пазового рассеяния из-заналичия индуктивного сопротивлания.Наиболее близким к предлагаемому является устройство демпфирования, снабженное конденсатором, подключенным к сосредоточенной обмотке, причем емкостное сопротивление конденсатора равно индуктивному сопротивлению обмотки Г 4 3Недостатком известного устройства демпфирования является то, что под действием демпфера часть потока рассеяния вытесняется в нижнюю часть паза, что уменьшает уровень демпфирования пазового рассеяния, а также невозможность выведения потерь иэ контура демпфера.Пель изобретения - улучшение мощности эа счет увеличения эффективности демпфирования поля пазового . рассеянияэлектрической машины, расширения предела компенсации пазового рассеяния уменьшения высших гармоник ЭДС в основной обмотке.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве., содержащем обмотку и конденсатор, одни стороны обмотки распределены по.ширине па-. за на его основании, а другие стороны обмотки разделены на части, уложен-, ные в углублениях на противоположных боковых поверхностях паза, при этом угол между осями данных частей обмотки равен 2 с, где о=0,5 Ъ/Ьу Ъ - ширина пазах Ъ - высота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обЬютки подсоединены к конденсатору.Кроме того к частям обмотки к конденсатору последовательно присоединена дополнительная обмотка, уложенная в те же пазы что и основная обмотка с шагом /1, где Т - полюсное деление электрической машины;4 - порядок гармоник магнитного поля . машины.-Обмотки устройства демпфирования соединены по т"Фазной схеме с числом конденсаторов 2/2 Р, где 2 - число пазов; Р - число пар полюсов,увеличение мощности за счет увеличения эффективности демпфированияпотока рассеяния паза достигаетсятем, что одни стороны обмотки распределены по ширине паза на его основании,.а другие стороны разделены начасти, уложенные в углублениях напротивоположных боковых поверхностяхпаза, при этом угол между осями дан.ных частей обмотки равен 2 о( где4(с=0,5 Ь /Ь; Ъ -ширина паза; 1 -высота обмотки в пазу; при этом зажимы частей обмотки подсоединены к 10конденсатору, позволяет демпфироватьпоток рассеяния по периметру паза итаким образом вытеснить поток рассеяния паза в воздушный зазор д на путиосновного магнитного потока, чтопривело к уменьшению тока возбуждения асинхронного двигателя, машиныпостоянного тока и др.Таким образом, применение предлагаемого устройства демпфированияувеличивает мощность электрическоймашины, а также ее нагрузочную способность, вследствие уменьшения инд 1 ктивного сопротивления рассеяния,Кроме того, увеличения эффективности предлагаемого устройства демпФирования достигается возможностьюперекомпенсации потока рассеяния паза и получения ЭДС рассейюия основной,обмотки с обратным знаком, что поэволяет в машинах постоянного тока30исключить добавочные полюса и выполнить магнитную цепь машины с рав. - ;номерным воздушным зазором и с лучшими массо-габаритными показателями,Эффективность предлагаемого устрййства демпфирования заключаетсятакже в том, что у него отсутствуетрежим к.з., при котором вся энергиявыделяется в.активном сопротивленииобмотки. Так, включение исследовательно частей обмотки и дополнительной обмотки позволяет испольэоватьэнергию магнитного поля рассеянияпаза для компенсации высших гармоник магнитного поля машины и использовать энергию высших гармоник магнитного поля машины для компенсациимагнитного поля рассеяния паза.На фиг.1 представлено устройстводемпфирования, поперечный разрез;на фиг,2 - принципиальная схемавключения частей обмотки и конденсатора; на Фиг.3 - принципиальнаясхема включения частей обмотки, конденсатора и дополнительной обмотки)на фиг4 - развернутая схема основной обмотки машины постоянного токас разомкнутой обмоткой якоря (АМ,СМ)и устройства демпфированият,Устройство содержит паз 1 зубец2, основную обмотку 3, которая удер. 60живается в пазу кличом 4. На основании паза и в углублениях на боковых поверхностях паза 5, размещеныстороны обмотки 6, предназначеннойдля демпфирования поля пазового 65 рассеяния. ПосЛедовательно в цепи обмотки 6 включен конденсатор 7, емкостное сопротивление которого равно индуктивному сопротивлению обмотки. В пазах 1 с шагом/М, где Т - полюсное деление электрической машины, 1 в порядок гармоники магйитного поля машины, уложена дополнительная обмотка 8, соединенная последовательно с обмоткой 6.Устройство работает следующим образом.При включении основной обмотки в сеть на ней протекает ток 1 д, мгновенное значение которого показано на фиг.1 стрелками. Созданный током 1 А поток пазового рассеяния фд индуктирует в сторонах обмотки 6 ЭДС, под действием которой в контуре обмотка 6 - конденсатор 7 (фиг.2) будет протекать ток , создающий магнитный поток Ф найравленный встречно по" току пазового рассеяния, Выполнение обмотки 6 из сторон, одни Иэ которых распределены по ширине паза по его основанию, а другие разделены на части и уложены в углублениях на противоположных боковых поверхностях паза, стало возможным демпфировать магнитное поле рассеяния в основании паза, составляющую значительную часть от общего потока рассеяния паза, и этим самым вытеснить весь поток рассеяния паза в воздушный зазор машины на пути основного магнитного потока. Для перекомпенсации магнитного потока пазового рассеяния ф ) ф и индук-. рования в обмотке 6 ЭДС с обратным знаком последовательно к обмотке 6 присоедийена дополнительная обмотка 8 (фиг.3), в которой индуктируется компенсационный ток ( гармоникамикмагнитного поля, в том числе, теми гармониками, которые нужно,демпфи" ровать с тем, чтобы отсутствовали соответствующие им ЭДС в основной обмотке, Увеличение потока компенса. ции Ф создаваемого током 1 + 1 осуществляется за счет увеличения компенсационного тока 1 к в дополнительной обмотке 8. Для уменьшения числа конденсаторов 7 обмотка. 6 и дополнительная обмотка 8 соединены поп-фазной схеме. Пример устройства демпфирования, выполненного по трехфазной схеме соединения для синхронных и асинхронных машин, приведен на фиг.4.Основную обмотку 3,состоящую иэ Фаз АХ, ВУ, СЕ, соединенных по схеме звезда; обмотки 6, уложенной в пазах соответствующих фаз основной обмотки 3, соединенных параллельно (возможно и их последовательно соединение), составляет Фазы обмотки 6 - Ад, Вд, С , концы которых соединены в общую точку О.. рытийу- С, с Фрттиа". д,; Оатент , .: .:город. ул,Проектная, г: С целью упрощения грарика дополнн- тельная Обмотка В -ох, Ъэ, с 7. выполнена с тем же шагом, что и основная обмотка 4 и также соединена по схеме звезда, Между соответствующими Фазами обмотки б - .АА, В ;. С и допол" нительной обмсткй 8 в -,б, О включены три конденсатора 7. Кроме того ток 1 , создаваемый потоком рассеячб - 4 т р .6,Н,."5 и";Ио ТехредЖния Ф, протекая пО дополнительной обмотке 8 демпфирует соответствующйе высшие гармоники магнитного потока. Таким образомс помощью предлагаемого устройства становится возможнь 1 М полезно использовать энергию рассеяния паза и высших гармОник магнитного поля.