Синхронно-реактивный преобразователь частоты

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК в 8 Оии ШН 02 К 472 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВ ВТОРСК, Ю,И.ЯблокоВ.А.СергейчБ.И.Трусовй научноо-констррованного исследовательукторский инси ручногоинструмента,нт, таитныечастоты. а акГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЦТИЙ троительно в отделочнский завод Электроинструмент"Энергия", 1980, с, 10, 73.3, Авторское свидетельство СССРУ 81229, кл. Н 02 К 47/24, 1954.4, Таращанский М,М. Синхронно-ртивные преобразователи частоты.Киев, "Гостехлит", 1962, с. 10-35.(54)(57) СИНХРОННО-РЕАКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, вторичная чта которого является четнократнвичной, содержащий размещенныестаторе первичную и вторичную оки с различными числами полюсов инабранный из пластин ротор с явновыраженными полюсами, число которыхравно Р -1, где Р - число пар полюсов вторичной обмотки, при этомдлина полосной дуги одного иэ них вдва раза больше длины остальных по-люсов, а расстояние между полюсамипары, противоположной наибольшемуполюсу, равно длине полюсной дугипоследнего, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и упрощенияего конструкции, полюса выполненыв виде секторов, вершины которыхсоединены перемычками, причем пластины смещены одна относительно другойв угловом направлении так, что их рдиальные кромки образуют винтовуюповерхностьНедостатками таких конструкций являются сложность и высокая трудоемкость изготовления, а также большая эксплуатационная стоимость.Известны одномашинные преобразователи частоты, у к,вторых двигатель и генератор имеют совмещенные сердечники статора и ротора. На каждом из этих сердечников располагаются по две обмотки и имеются токосъемник с несколькими контактными кольцами и щегкодержатели со щетками, служащие для соединения обмоток ротора с внешней электрической цепью, По такому принципу устроены преобразователи ОП 4 - 200 и ОП 4 С - 200 2 3.Недостатками таких преобразователей являются высокая трудоемкость изготовления роторных обмоток, большие затраты по уходу за машиной и недостаточная надежность.Известен также синхронно-реактив ный преобразователь частоты тока, вторичная частота которого в четное число раз вьппе первичной, содержащий размещенные на статоре первичную и вторичную обмотки с различными чис лами полюсов, ротор, имеющий переменную магнитную проводимость по диаметральным осям. По такому принци 30 Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам переменного тока, к одномашинным преобразователям частоты, предназначенным для получения переменно го тока повышенной частоты, например 200 или 300 Гц, и может найти широкое применение в промьппленности, строительстве и сельском хозяйстве в качестве источников питания ручных 1 О электрических машин электроинструментов), напримергайковертов, штукатурно-затирочных машин и машинок для стрижки овец и т.п.Известны преобразователи частоты тока в виде агрегатов, состоящих из двух отдельных Машин (двигателя и генератора), установленных на общем основании, валы которых соединены муфтой. Такие агрегаты сложны, имеют большие габариты и массу.Известны двухмашинные преобразователи частоты, у которых двигатель и генератор имеют общий корпус, в котором размещены их статоры и общий 2 вал, на котором расположены роторы. Так устроен преобразователь частоты тока ИЭ13. пу устроен преобразователь частоты ИЭГЗЗ.Короткозамкнутый ротор этого преобразователя выполнен составным из магнитного и немагнитного материалов, два стальных шихтованных сегмента залиты алюминием, причем основная его масса не выйолняет активной функции, так как заливка является только крепежньм элементом, удерживающим сегменты на роторе.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и решаемой задаче является синхронно-, реактивный преобразователь частоты, вторичная частота которого является четкократной первичной, содержащий размещенные на статоре первичную и вторичную оботки с различными числами полюсовнабранный из пластин ротор с явно- выраженными полюсами, число которых равно Р -1, при этом длина полюсной дуги одного из них в два раза больше длины остальных полюсов, а расстояние между полюсами пары, противоположной наибольшему полюсу, рав - но длине польсной дуги последнего 43.Однако использование в конструкциишихтованных сегментов вместо одного пакета существенно усложняет технологию изготовления ротора и увеличивает трудоемкость. Применение первичного алюминия в качестве заливочной массы приводит к повышенному расходу дефицитного металла и увеличивает массу ротора. Для охлаждения преобразователя требуется специальный вентилятор,Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей преобразователя и упрощение его конст -рукции,Поставленная цель достигается тем, что в синхронно-реактивном преобразователе частоты, вторичная частота которого является четнократной первичной, содержащем размещенные на статоре первичную и вторичную обмотки сразличными числами полюсов и набранныи из пластин ротор с явновыраженными полюсами, число которых равноР 2 - 1, где Р 2 - число пар полюсов вторичной обмотки, при этом длина.полюсной дуги одного из них в два раза больше длины остальных полюсов, а расстояние между полюсами пары, противоположной наибольшему полюсу, равно длине полюсной дуги последнего, полюса выполнены в виде секторов,45 311309вершины которых соединены перемычка. ми, причем пластины смещены однаотносительно другой в угловом направлении так что их радиальные кромкиобразуют винтовую поверхность.На фиг, 1 показан предлагаемыйпреобразователь, продольный разрез,на фиг. 2 - то же, поперечный разрез, на фиг. 3 - лист сердечника ротора для 8-полюсного преобразователя 1 Она частоту 200 Гц, на фиг. 4 - листсердечника ротора для 12-полюсногопреобразователя на частоту 300 Гц.На статоре 1 (фиг, 1 и 2) уложеныдве трехфазные обмотки: первичнаядвухполюсная (Р = 1) обмотка 2 двигателя и вторичная многополюснаяобмотка 3 генератора. Число пар полюсов вторичной обмотки выбираетсяиз соотношения 20Р -Р- -2Егде Р - число пар полюсов вторич 2ной обмотки (оно должнобыть четным),- частота сети, от которой 25питается преобразователь,требуемая частота вторичгной цепи.Сердечник 4 ротора шихтован изстальных листов (фиг. 3 и 4), Листыпредставляют собой геометрическиефигуры с одной осью симметрии, образованные секторами, число которыхравно Р - 1. Один из секторов 5имеет дугу, равную 2 с . Остальныесекторы 6 и 7 имеют дуги, равные ,при этом пара секторов 7, диаметралью-противоположных наибольшему сектору 5, объединена в сегмент с наружным вырезом 8 по дуге 2.40Лист, показанный на фиг. 3 для8-полюсного преобразователя, имеет3 сектора при 7 в = 45 и 2зло о С= 90Лист, показанный на фиг.4 для12-полюсного преобразователя, имеетпять секторов при ь= О = 30 и1 Й2 ь =60Магнитная проводимость листов неодинакова в различных направлениях.50Наименьшая магнитная проводимость -77 4в направлении оси симметрии, а наибольшая - в направлении, перпендикулярном этой оси.На секторах 5-7 имеются пазы 9 для стержней короткозамкнутой обмотки ротора. Замыкающие кольца 10 показаны на фиг. 1. Сердечник ротора набран с угловым смещением листов относительно центральной оси, поэтому вырезы 8, 11 и 12 в листах образуют наклонные каналы 13, по которым проходит воздух, охлаждающий,пребразователь. При этом благодаря наклону каналов создается напор воздуха.Приведенная форма листов обеспечивает возможность работы машины в режиме синхронно-реактивного преобразователя частоты, и при этом отпадает надобность в использовании алюминия в качестве элемента, скрепляющего ротор, упрощается технология изготовления и создаются условия эффективной вентиляции машины. При подключении первичной обмоткипреобразователя к электрической сети с частотой прихоДит во вращение ротор аналогично ротору трехфазного асинхронного двигателя за счет вращающего момента, созданного взаимодействием магнитного поля статора с током, протекающим в стержнях короткозамкнутой обмотки ротора. Затем ротор втягивается в синхронизм, так как линия наибольшей магнитной проводимости ротора (перпендикулярная оси симметрии листов) в любой момент времени совпадает с вектором магнитного поля. Благодаря описанной форме листов ротора в магнитном поле машины выделяется высшая гармоническая составляющая, частота которой в 2 Ь+1) раза превышает первичную частоту, где п - число секторов. Эта составляющая наводит во вторичной обмотке ЭДС частотой 200 или 300 Гц для представленных на рисунках форм листов ротора.Ротор, имеющий формушнека, при вращении создает напор, под действиемкоторого образуется поток воздуха,идущий в осевом направлении, охлаждающий сердечники и обмотки преобра"зователя.1130977 г Составитель А,Кецарисктор Н.Лазаренко Техред ЛЛартяшова Корректор М. Роэма Заказ 96 дпи СССР 4/ аб ППП "Патент", г. Ужго ул.Проектная, 4 41ВНИИПИ Го по делам113035, И Тираж 666 дарственного комитет изобретений и открыт ква, Ж, Раушская