Система возбуждения синхронной машины

32 П 89 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства- Заявлено 15,11/.1968 ( 1234694/24-7) М.Кл. Н 021 с 19/36Н 02 р 9/14 с присоединением заявок1256471/24-7 1270956/24-7Государственный комитет Совета й 1 иниетров СССР оо делам изобретений и открытийПриоритет -Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень43Дата опубликования описания 30,7.1974. УДК 621,3 3,32,072,86 (088.8) Авторыизобретения В С Арутюнян и С. Г. Амамчян Заявитель СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ Известна система возбуждения синхронной машины с совместно расположенными основной якорной обмоткой и многофазной дополнительной обмоткой, выполненной на утроенное число пар полюсов и питающей обмотку возбуждения через выпрямители.С целью упрощения конструкции и повышенпя энергетических показателен машины Предлагается выполнить часть катушек дополнительной обмотки с сокращенным числом витков, уложпть на якоре вторую дополнительную обмотку, составленную из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, и подключить обе обмотки к выпрямителям, соединенным на стороне постоянного тока. Вторая дополнительная обмотка может быть подключена встречно к первой дополнительной обмотке. Дополнительная обмотка может быть соединена в открытый треугольник.На фиг. 1 показана схема системы возбуждения с использованием энергии третьей и основной гармоник поля путем применения дополнительной обмотки с сокращенным числом катушек или витков в части катушек; на фиг.2 - схема одной фазы дополнительной обмотки, образованной соединением в открытый треугольник одинаковых частей, сдвинутых на 120 эл, град, (при этом в одной из частей число катушек плп витков в одной из катушек меньше, чем в остальных двух частях фазЬ); на фиг. 3 - схема фазы дополнительной обмотки с сокращенным числом катушек или витков, намотанной из одинаковых катушек на утрден ное число полюсов по отношению к числу полюсов основной якорной обмотки; на фиг. 4 и 5 - векторные диаграммы фазы фпг, 2 соответственно для э. д. с, от основной и третьей гармоник поля при полной дополнительной об мотке и с сокращенным числом катушек Иливитков; на фиг, 6 и 7 - векторные диаграМмы фазы фиг. 3 соответственно для э. д, с от основной и третьей гармоник поля при полной дополнительной обмотке и с сокращенным чис лом катушек или витков; на фиг, 8 - схемасистемы возбуждения со второй дополнительной обмоткой, соединенной на стороне постоянного тока параллельно с первой дополнительной обмоткой; на фиг. 9 - то же, что и на 20 фиг, 8, но с последовательным соединениемобмоток; на фиг. 10 - схема системы возбуждения со второй дополнительной обмоткой, составленной из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, 25 подключенной встречно к последней; на фиг.11 - один из конструкторских вариантов схемы фиг. 10 с соединением второй дополнительной обмотки в открытый треугольник.Система возбуждения синхронной машины ЗЕ предусматривает наличие совместно располо 321189жецных основной якорной обмотки 1 (фиг 1) и многофазной дополнительной обмотки 2, питающей через выпрямительобмотку возбуждения 4.В каждой фазе дополнительной обмотки 2,выполненной на утроенное число пар полюсов, индуццруется э, д, с. тройной и более высоких частот. Кроме того, для пополнения недостачи энергии возбуждения (при холостом ходе машины ц малых токах чагрузки) в поле дополнительной обмотки вводится энергия поля основной частоты за счет выключения цз схемы фазы обмотки части ее витков илц катушек (на фиг. 1 эта часть 5 обмотки обозначена пунктиром).Каждая фаза дополнительной обмотки может быть выполнена либо соединением в открытый треуголвник трех одинаковых частей, смещенных на 120 эл, град. в основном поле, намотанных по схеме, подобной основной обмотке 1, цо с шагом, близким к диаметральному (фцг. 2); либо путем соединения катушек с шагом, близким к 1/3 диаметрального, собранных по схеме утроенного числа полюсов по отношению к основному полю (фцг. 3). Части фазы обмотки соединяют так, что часть оомоткц Сь показанная пунктиром (фиг. 2), из электрической схемы изъята. В общем объеме дополнительной обмотки число исключаемых элементов составляет лишь несколько процентов, так как относительное содержание основной гармоники в результирующем поле значительно выше содержания выс.ших гармонических составляющих.В обычных обмотках геометрическая сумма э.д. с, от основного поля равна нулю, поэтому устранение из схемыхотя бы небольшого числа элементов приводит к появленшо заметнойсоставляющей э. д. с. от основной частоты(фцг. 4 - 7), которая при соответствующем выборе числа устраняемых из схемы элементов позволяет добиться желаемого воздействия на величину мощности возбуждения, особенно при малых нагрузках машины.Величина индуцированной э. д. с, основной частоты при этом соответствует вектору, сое- дицяющему точки Н и К диаграммы. В то же время ц э, д, с. от третьей гармоники поля претерпевает уменьшение, хотя н небольшое (фпг. 4 - 7), Величина э, д. с. от третьей гармоники поля прп этом соответствует векторам,соединяющим точки диаграмм Нз и Кз.В каждой фазе дополнительной оомотки "децствует э, д. с. основной частоты е (фиг. 1) и тройной ез. В устраняемой из электрической схемы части фазы 5, сохраняемой в пазахмашины, наводятся э, д. с. - еь равная ц проти: воположно направленная э, д, с. евводимой в остальную часть обмотки, обеспечивающую основную долю тока возбуждения, ц э. д, с. тройной частоты ез, совпадающая с ез по направлению. ПередвиженИем нулевой точки мож но установйть требуемое соотношение между э.д.с.е, ие;. 10 20 9;) 30 35 1 О -1 б 50 55 б 0 Для лучшего использования дополнительной обмотки и места на якоре, предназначенного для ее размещения, ранее исключаемую из электрической схемы часть дополнительной обмотки (фиг. 1) можно не устранять из процесса обеспечения возбуждения, а использовать для этой цели. Для этого отключаемую часть фазы 5 можно соединить с обмоткой возбуждения 4 через выпрямитель 6 параллельно другой, ранее используемой, части 2 (фиг. 8) цлц последовательно с ней (фиг, 9). При этом мощность, поступающая в обмотку возбуждения 4, возрастает. В этом добавлении сильнее выражается составляющая от поля основной частоты. Обмотки 2 и 5 (фцг. 8, 9), установленные вместе с основной обмоткой 1 в пазах якоря, ца якоре непосредственных электрических соединений между собой не имеют. Однако части обмоток 2 и 5 можно соединить одним цз нескольких возможных способов (фиг. 10, 11), чтобы получить трсбуемос значение эпсргцц от основной гармоники поля,На фцг, 10 часть фазы 5 соединена встречно с большей частью фазы 2, что приводит к сложеишо э. д. с. от основной гармоники поля в обеих частях: е+е =2 е и к вычнтацшо э. д. с. от третьей гармоники поля: ез - е;.На фиг. 11 показана схема соединения частей обмотки 2 ц 5, где мощность от основной гармоники поля при том ке количестве витков в частях обмотки 2 и 5, что ц в схеме на фцг. 10, отлична от мощности, получаемой в этой схеме, а э. д. с. от третьей гармоники в части 5 обмотки, соединенной в открытый треугольник, скомпецсирована и пе вычитается из э. д. с. основной части обмотки.Таким образом, использование второй дополнительной обмотки, составленной цз катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, позволяет обеспечить необходимое соотношение разцочастотных э. д. с., обусловливающих характер саморегулирования возбуждения, и повысить энергетические показатели системы возбуждения, встроенной в данном случае в машину. Предмет изобретения 1. Система возбуждения синхронной машины с совместно располокенцыми основноц якорной обмоткой и мцогофазцой дополнительной обмоткой, выполненной ца утроенное число пар полюсов ц питающей обмотку возбуж. деция через выпрямители, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения энергетических показателей, часть ка тушек дополнительной обмотки выполнены с сокращенным числом витков.2, Система возбуждения по и. 1, отличающая. ся тем, что ца якоре уложена вторая дополнительная обмотка, составленная из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополни. тельной обмотки, и обе обмотки подклкчены к выпрямителям, соединенным ца стороне пос321189 с,. е е ю тоянного тока.3, Система возбуждения по п. 1, отличающаяся тем, что на якоре уложена вторая дополнительная обмотка, составленная из катушек, дополняющих фазные зоны первой дополнительной обмотки, и подключена встре 4 но к последней.4. Система возбуждения по п. 1, отдичющаяся тем, что дополнительная обмотка дое динена в открытый треугольник,Приоритет по п. 3 - от 23,1 Х.1968 г321189 г сг Е, Гг.П ейзерма орректо едоро дакт Изд, 248енного комите Заказ 1224ЦНИИПИ Госуда оставитель М, КузнецоваТехред 3. Тараненко Тираж 74та Совета Министров Си открытийМосква, Ж, Раушская на Мытищинская типография ПодписноеСР по делам изобретений