Асинхронизированный синхронный генератор

(51)4 Н ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ститут о СССР 1985. НХРОННЫЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ(57) Изобретение относится к бесконтактным электрическим машинам, аименно к машинам двойного питания,и может быть использовано в качестве генератора переменного тока стабильной частоты при переменной частоте ротора и компенсатора реактивноймощности. Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем снижения колебаний амплитуды и искажений формы напряженияпри нелинейностях нагрузки и ее изменениях. Асинхронизированный синхронный генератор имеет статор, содержащий цилиндрический магнитопровод 1 якоря, выполненный из чередующихся по окружности шихтованных в продольном направлении магнитомягкихпакетов и немагнитных электропроводных вставок, трехфазную якорную обмотку 4, уложенную в наружных пазах магнитопровода якоря, и двухфазную обмотку возбуждения в виде двух кольцевых катушек 5, закрепленных на внутренней поверхности магнитопровода якоря. Генератора также имеет внутренний ротор с валом 6 и многополюсный индукторный магнитопровод в виде двух магнитомягких втулок 7 с двумя зубчатыми торцами 8, смещенными друг относительно друга по окружности на полюсное деление, причем сами втулки смещены таким же образом друг относительно друга на 1/2 полюсного деления, Генератор имеет также наружный магнитопровод 9, закрепленный на свободном наружном роторе 10. На наруж- а ном магнитопроводе размещены корот козамкнутая демпферная обмотка 11, постоянные магниты, охваченные магнитными шунтами, образованными частью С наружного магнитопровода. При этом постоянные магниты образуют на внутренней поверхности наружного магни-. топровода чередующиеся по окружности разнополярные полюса, число которых равно числу полюсов генератора. Снижение колебаний амплитуды и искажений формы напряжений при нелинейно ностях нагрузки и ее изменениях в ге- Ю нераторе обеспечивается за счет введения; наружного ротора с короткозамкнутой демпферной обмоткой. 4 илИзобретение относится к бесконтактным электрическим машинам, а именно кмашинам двойного питания, и может быть использовано в качестве генератора переменного тока стабильной частоты при переменной частоте вращения ротора и компенсатора реак" тинной мощности.Цель изобретения - улучшение ка О чества выходного напряжения путем снижения колебаний амплитуды и искажений формы напряжения при нелинейностях нагрузки и ее изменениях.На фиг, 1 представлен асинхронизированный синхронный генератор, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечное сечение; на фиг.3 - асинхрониэированный синхронный генератор с трехфазным внутренним ротором, продольный разрез; на фиг.4 - то же, поперечное сечение.Асинхронизированный синхронный генератор (фиг. и 2) имеет статор, который содержит цилиндрический маг нитопровод 1 якоря, выполненный из чередующихся по окружности шихто.- ванных в продольном напраВлении магнитомягких пакетов 2 и немагнитньм электропроводных вставок 3, трехфазную,якорную обмотку 4, уложенную в наружных пазах магнитопровода якоря, образованных промежутками между - магнитомягкими пакетами и ограниченных изнутри электропроводными вставками, и двухфазную обмотку воэ-,35 буждения, включающую две кольцевые обмотки 5, закрепленные на внутренней поверхности магнитопровода якоря. Внутренний ротор содержит вал 6, многополюсный индукторный магнитопровод включает две закрепленные на валу 6 магнитомягкие втулки 7.с двумя зубчатыми торцами 8, смещенными друг относительно друга по окружности на одно полюсное деление, причем сами втулки смещены одна относительно другой на 1/2 полюсного деления. Наружный шихтованный в поперечном направлении цилиндрический магнитопровод 9 закреплен на дополнительно. введенном свободном наружном роторе 10, который содержит короткозамкнутую демпферную обмотку 11, постоянные магниты 12, охваченные магнитными шунтами 13, образованными частью наружного магнитопровода. Причем постоянные магниты образуют на внутренней поверхности наружного магнитопровода че-.,редующиеся по окружности разнопалярные полюса, число которых равно числу полюсов генератора. 1Возможен также вариант генератора с трехфазным ротором (фиг.3 и 4),отличающийся тем, что ротор (индуктор) выполнен в виде шихтованного впоперечном направлении цилиндрического магнитомягкого пакета 14, в пазах которого размещена трехфазнаяобмотка 15 возбуждения.Асинхронизированный синхронныйгенератор работает следующим образом.При протекании тока по обмоткам5 возбуждения рабочий магнитный поток замыкается, как .показано нафиг.1, причем видимый путь потоковпроходит по правым зубчатым торцам 8втулок 7 магнитопровода индукторапродольного разреза конструкции, аневидимый - по левым, Это связанос взаимным сдвигом правых и левыхзубчатых торцов втулок 7 и особенностью конструкции магнитопровода 1статора, .который проводит магнитныйпоток лишь в осевом и радиальном направлениях и не проводит в тангенциальном направлении,Таким образом, каждый из двух рабочих магнитных потоков дважды пересекает витки якорной обмотки 4,изменяя свое направление, причем пути потока, ортогональные к плоскостиэтих витков, смещены в соответствиисо смещением зубчатых торцов втулокмагнитопровода индуктора.При питании обмоток 5 возбужденияпостоянными токами посредством двухфазного регулируемогоисточника напряжения и при вращении внутреннего роторавнешним приводнымустройством каждыйизрабочих магнитныхпотоков будет знакопеременным во времени по отношению кплоскости каждого витка якорной обмотки и, соответственно, индуцируетзнакопеременную ЭДС. РезультирующаяЭДС в каждой фазе якорной обмоткиимеет первую гармоническую составляющую, определяемую суммой двух магнитных потоков возбуждения, сдвинутых в пространстве, и частотой вращения магнитопровода индуктора внутреннего ротора,При питании обмоток возбужденияпеременным напряжением возникаетрезультирующее магнитное поле возбуждения, вращающееся с частотойпротекающего по обмотке тока отнасительно вращающегося внутреннегоротора докручивая или раскручивая" поле возбуждения до требуемойчастоты поля обмотки якоря 4. Такимобразом, предлагаемыи генератор ра 5ботает в асинхрониэированном режиме.В то же время в обоих случаяхрабочий магнитный поток проходит помагнитопроводу 9 через магнитные 10шунты 13, охватывая витки короткозамкнутой демпферной обмотки 11, и,взаимодействуя с постоянными магнитами 12, обуславливает возникновениеэлектромагнитного момента, действую бщего на закрепленные на наружном роторе 10 магниты 12. В результате наружный ротор вращается в том же направлении и с той же частотой враще-;ния, что и магнитное. поле. Вследствие 20этого рабочий магнитный поток, охватывающий короткозамкнутую обмотку,относительно нее оказывается непод 1 вижным,При изменениях или нелинейностях 25нагрузки возникает изменение потоко,сцепления демпферной обмотки,и в последней создается ток, стремящийсясохранить постоянство рабочего магнитного потока. В результате снижаются колебания амплитуды и искаженияформы выходного напряжения генератора от возмущающих воздействий.Таким образом, снижение колебанийамплитуды и искажений формы напряже 35ния при нелинейностях нагрузки и ееизменениях в асинхронизированномсинхронном генераторе достигаетсяэа счет введения наружного роторас короткоэамкнутой демпферной обмоткой.Формула и э о б р е т е н и яАсинхронизированный синхронныйгенератор, содержащий статор с ци-.,Ю линдрическим магнитопроводом якоря,включающим чередующиеся по окружностишихтованные в продольном направлениимагнитомягкие пакеты и немагнитныеэлектропроводные вставки многофазнуюякорную обмотку, внутренний ротор смногополюсным индукторным магнитопроводом, выполненным в виде смещенныходна относительно другой по окружности на половину полюсного делениядвух магнитомягких втулок, имеющих подва зубчатых торца, смещенных друготносительно друга по окружности наполюсное деление, двухфазную обмотку возбуждения в виде двух кольцевыхкатушек, закрепленных на внутреннейповерхности магнитопровода якоря иразмещенных в пространствах между зубчатыми торцами каждой из втулок, и цилиндрический наружный магнитопровод,шихтованный в поперечном направлении,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения качества выходногонапряжения путем снижения колебанияамплитуды и искажений формы напряжения при нелинейностях нагрузки и ееизменениях, генератор снабжен наружным ротором, установленным с возможностью свободного вращения, на котором закреплен наружный магнитопровод, размещенными в наружном магнитопроводе короткозамкнутой демпфернойобмоткой и постоянными магнитами,образующими на внутренней поверхности наружного магнитопровода чередующиеся по окружности разнополярныеполюса, число которых равно числуполюсов генератора, а якорная обмотка размещена в наружных пазах магнитопровода якоря, образованных егомагнитомягкими пакетами и электропроводными вставкими.1457103 10 аня рректор высо Редактор В.П 645 тениям ская н ектная, 4 Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г, Уагоро 3, ул акаэ 7562/54 НИИПИ Государственного 113035, Составитель В.МирТехред Л. Олийнык омитета по изо осква, Ж, Р Подписноеоткрытиям при ГКНТ СССР