Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя

Класс 21 сР)3% 8045 ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ОПИСАНИЕ устройства для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя. К патенту К. И. Шенфера, заявленному 22 февраля 1927 года(ваяв, свид, М 14893), О выдаче патента опубликовано 28 февраля 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 28 февраля 1929 года.Как известно, в обычном синхронном двигателе коэффициент мощности (совр)меняется с нагрузкой. Для того, чтобы совтакого двигателя, оставался приблизительно постоянным при всех нагрузках, необходимо соответственным образом изменять ток возбуждения Х увеличивая его при возрастании .нагрузки и уменьшая при уменьшении нагрузки на валу двигателя.Можно получить полную автоматичность регулировки тока возбуждения 1 если применить в качестве возбудителя, вместо обычно применяемой дина мома шины постоянного тока, одноякорный преобразователь с неявно выраженными полюсами (с одинаковым воздушным промежутком по всей окружности наподобие асинхронного двигателя).На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя; фиг. 2 - изменение угла наклона оси потока возбудителя- преобразователя относительно оси щеток при изменении нагрузки главного двигателя; фиг. 3 в видо- изменение схемы устройства, показанного на фиг. 1, отличающееся тем, что контактные кольца возбудителя-преобразователя питаются не прямо от трехфазной сети, а через обмотку статора главного двигателя; фиг, 4 в видоизменен устройства фиг, 1, отличающееся тем, что обмотка якоря возбудителя-преобразователя включена на сеть через вольтодобавочный трансформатор,К трехфазной лини ЬЬ (фиг. 1) приключается обмотка статора 8 главного двигателя, ротор В которого снабжен контактными кольцами К - К - К, и обмотка ротора В, возбудителя, сходная с обмоткой ротора обычного асинхронного двигателя, снабженная контактными кольцами К, и имеюшая то жечисло полюсов, что и главный двигатель. Кроме обмотки В на роторе возбудителя расположена об, мотка постоянного тока Вс Фколлектором и щеткам В - В, Провода обмотки В могут быть расположены в тех же пазах, что и.провода обмотки В, либо в отдельных; обмотки В, и В, могут также быть соединены в одну общую, Ротор В, - В, сидит на одном валу с ротором главного двигателя В, Обмотка статора 8 возбудителя, равномерно распределенная в пазах наподобие статора асинхронного двигателя, должна иметь число полюсов, равно как обмотки В, и Я, одинаковое с числом полюсов главного двигателя.При синхронной скорости вращения возбудитель работает, как одноякорный преобразователь последовательного возбуждения, получая трехфазный ток из сети . через посредство контактных ко- лецХ, Вэтом случае на коллекторе возбудителя появляется напряжение постоянного тока, Как видно из фиг, 1, постоянный ток возбудителя 1, выходящий из положительной щетки+В, обтекает роторную обмотку В главного двигателя, течет по обмотке статора 8, возбудителя и попадает в отрицательную щетку - В, на коллекторе возбудителя, Ток возбуждения 1, при изменении нагрузки на валу главного двигателя, будет также изменять свою величину, при чем характер изменения тока 1 будет зависеть от величины угла смещения щеток В - В на коллекторе возбудителя. Главный синхронный двигатель 8 - В будет работать с высоким коэффициентом мощности, близким к единице, несмотря на изменение нагрузки на валу этого двигателя; причина этого заключается в том, что ток возбудителя 1, питающий обмотку ротора главного двигателя, будет автоматически возрастать с увеличением нагрузки, Действие устройства заключаетсядующем. При синхронном вращении аггрегата вращающееся магнитноеполе Ф, создаваемое сообща роторной обмоткой В, и статорной обмоткой 8 преобразователя, располагается в пространстве относительно статора 8, неподвижно, Обмотка постоянного тока В, возбудителя вращается в этом магнитном поле Ф, вследствие чего на коллекторе между щетками В - В появляется напряжение постоянного тока Х (фиг. 2), величина которого зависит от положения оси потока ф относительно оси щеток, С изменением нагрузки главного двигателя угловое смещение ротора Л главного двигателя относительно оси вращающихся ампервитков статора 8 изменяется, В соответствии с этим меняется также угол наклона а оси потока Ф относительно оси щеток+Л - В фиг. 2), т,-е. при изменении нагрузки главного двигателя к также меняется.Можно найти такое положение щеток на коллекторе якоря возбудителя В, при котором с увеличением нагрузки двигателя будет происходить увеличение угла а; таким образом на фиг. 2 угол Ы будет соответствовать малым нагрузкам, а угол а - 90 большим нагрузкам. Итак, с возрастанием нагрузки напряжение возбудителя Ю будет возрастать, а в связи с этим будет также увеличиваться и постоянный ток возбуждения 1, текущий в роторе В главного двигателя,Схему фиг, 1 можно видоизменить так, как это показано на фиг, 3. Последняя схема отличается тем, что контактные кольца К возбудителя-преобразователя питаются не прямо от трехфазной сети Ь, а через обмотку статора 8 главного двигателя, Для этой цели все три конца этой статорной обмотки 8 не соединены в нулевую точку, как обычно, но присоединены к контактным кольцам Х, возбудителя, Благодаря такому соединению, ток 1, прежде чем попасть в якорь В, возбудителя проходит предварительно обмотку статора 8, где теряется почти все напряжение сети;поэтому на кольцах Х, мы будем .иметь сравнительно небольшое напряжение Юравное напряжению сети Р за вычетом напряжения Ж, потерянного в статорной обмотке 8:Ж,=Р - Е,При такой схеме отпадает необходимость в трансформаторе, понижающем напряжение на контактныхкольцах Х Вторым достоинствомсхемы фиг, 3 является следующее.При возрастании нагрузки происходит соответственное уменьшениеэ, д. силы Е, индуктированной встаторной обмотке 8, вследствиечего напряжение Е, = Р - Е накольцах Х, возбудителя возрастает,что, в свою очередь, влечет за со-бой увеличение постоянного токавозбуждения Х, питающего ротор Лглавного двигателя.Изменение тока возбуждения Хпри изменении нагрузки можно усилить в еще большей степени, еслипитать контактные кольца Х, возбудителя от сети Х, включив вольтодобавочный трансформатор Т(фиг, 4). Такая схема может найтиприменение в случае синхронногоконденсатора, имеющего цельюулучшение соялинии передачи,На фиг. 4 изображен такой синхронный конденсатор - 8 - Л, роторкоторого питается постоянным током 1 от возбудителя Л,. Нафиг.4означают: 6 - генераторная станция;Х в лин передачи; Л в приемнстанция,Вторичная обмотка трансформатора Т должна быть включена такимобразом, чтобы при. возрастаниитока Х. в линии .С происходилоувеличение напряжения Ж на кольцах Х преобразователя.На фиг. 1 и 3 реостат т служитдля ограничения величины тока вцепи возбудителя в первый моментпосле включения обмотки ротора Вглавного двигателя на коллекторвозбудителя. Реостат г можно использовать также для пуска в ходглавного двигателя, включив его так, как показано на фиг. 3. Как видно из этой фигуры, в цепь обмотки ротора В главного двигателя при пуске в ход включается пусковой реостат г, соединенный последовательно с тремя фазами статорной обмотки 8, - 8, - 8, - возбудителя. Благодаря этому при пуске в ход сила тока в роторе Л главного двигателя ограничивается и пусковой толчок тока, таким образом, смягчается, После окончания пуска в ход сопротивление г может быть выведено,Все описанные на фиг. 1 - 4 схемы обладают той особенностью, что при этих схемах главный двигатель автоматически входит в синхронизм.Предмет патента.1. Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя, характеризующееся тем, что оно состоит из насаженного на вал синхронного двигателя 5 - Л возбудителя, имеющего на статоре трехфазную обмотку 8, а на якоредве обмотки, - снабженную кольцами Х обычную трехфазную обмотку В и снабженную коллектором обычную коллекторную обмотку Впри чем первая обмотка Л, соединяется с сетью, питающей синхронный двигатель, а вторая обмотка Л, через щетки В - В включена в общую замкнутую цепь с обмоткою ротора В синхронного двигателя и с обмоткой статора возбудителя 8, (фиг, 1),2. Видоизменение охарактеризованного в п,1 устройства, отличающееся тем, что обмотка В, якоря возбудителя включена последовательно с обмоткой 8 статора синхронного двигателя (фиг, 3),3. Видоизменение охарактеризованного в и, 1 устройства, отличающееся -тем, что обмотка В якоря преобразователя включена на сеть через вольтодобавочный трансформатор Т, (фиг, 4).фиг,ф юф и 4. Видоизменение охарактеризованного в и. 1 устройства, отличающееся тем, что последовательно с Тино-дитографин еКрасный П обмоткою 8, статора возбудителя включен реостат г, служащий для пуска синхронного двигателя (фиг, 3). енинград, Международный, 75.