Асинхронный однофазный генератор

1 1 ° увы

О П И С А Н И Е 3l4267

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссюв Советских

Социалистических

Реслуолик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.Ч1.1967 (¹ 1167389/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.1Х.1971. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 15.XII.1971

МПК H 02k 17/42

Н 02р 9/42

Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 621.313.332(088.8) Автор изобретения

Н. Д. Торопцев

Заявитель

АСИНХРОННЫЙ ОДНОФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к электромашинным источникам однофазного переменного тока автономных систем электроснабжения.

Известны однофазные асинхронные генераторы стабильной частоты, работающие на постоянную или переменную нагрузки при наличии регулируемых балластных сопротивлений.

В том и другом случае активная мощность асинхронного генератора при условиях постоянства напряжения возбуждения и скорости вращения остается постоянной, независимой от нагрузки.

Описываемое изобретение позволяет повысить активную мощность генератора при тех же условиях с увеличением нагрузки. Это достигается тем, что в нем выполнены две статорные обмотки (обмотка возбуждения и рабочая обмотка), расположенные со сдвигом в пространстве на угол 90 эл. град. и соединенные между собой, причем обмотка возбуждения находится под напряжением задающего генератора стабильной частоты, а в цепь рабочей обмотки на выходное напряжение асинхронного генератора включен конденсатор.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема асинхронного генератора стабильной частоты; на фиг. 2 — схема с включением нагрузки на входное напряжение.

На напряжение U< задающего генератора 1 включена обмотка возбуждения 2 асинхронного генератора, Ротор 8 генератора имеет короткозамкнутую обмотку. Обмотка возбуждения 2 и рабочая обмотка 4 генератора соединены согласно, поэтому напряжение на выходе генератора при круговом вращающемся поле численно равно т+ Р где Ур, — напряжение рабочей обмотки.

В цепь рабочей обмотки 4 включаются конденсатор 5 и сопротивление нагрузки б, соединенные параллельно и находящиеся под

15 действием выходного напряжения U .

Сопротивление нагрузки б может быть включено на входное напряжение Ui (см. фиг. 2). Возможно также присоединение нагрузки на входное напряжение U> и выходное

20 напряжение U2. Однако основной схемой включения генератора является схема, изображенная на фиг. 1.

В качестве задающего генератора в автономной системе генерирования переменного

25 тока стабильной частоты используется синхронный возбудитель, имеющий постоянную скорость вращения, соответствующую желаемой частоте. Скорость вращения асинхронного генер атор а также поддерживается посто30 янной, соответствующей номинальному сколь 314267

1

1

1

I

I

I !

1

I

«7 и» 7

Составитель В. Ратайко

Техред Т. П. Курилко

Редактор M. Аникеева

Корректоры: Е, Г. Михеева и Т. А. Гревцова

Заказ 3330/15 Изд. № 1389 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

3 жению. Поэтому для асинхронного генератора характерна работа с постоянным (номинальным) скольжением, независимым от нагрузки. Наличие в схеме синхронного возбудителя исключает необходимость применения балластных сопротивлений.

Введем понятие коэффициента нагрузки К определяемого отношением мощности нагрузки P к мощности, развиваемой асинхронным генератором Раг, тогда 10

P н—

Раг

При условии Кн (1 синхронный возбудитель воспринимает избыточную мощность асин- 15 хронного генератора, и за вычетом потерь передает ее на вал приводного двигателя, т. е. работает в режиме синхронного двигателя.

Если К„=1, то синхронный возбудитель находится в режиме синхронного компенсатора. 20

При К„) 1 недостающая активная мощность асинхронного генератора компенсируется синхронным возбудителем, переходящим в генераторный режим работы. Таким образом, трудности реализации активной мощности 25 при переменной нагрузке, в случае использования в качестве задающего генератора синхронного возбудителя, отсутствуют.

Характерным свойством асинхронного генератора, дающим положительный технический 30 эффект, является возрастание его активной мощности с увеличением нагрузки при постоянных значениях скольжения и напряжения возбуждения. Физически объясняется это тем, что эллиптическое вращающееся магнитное 35 поле, образованное в воздушном зазоре машины токами статорных обмоток, по мере увеличения нагрузки от нуля все более приближается к круговому. Развиваемая асинхронным генератором активная мощность 40 увеличивается и при круговом поле достигает своего наибольшего значения.

Напряжения статорных обмоток при круговом поле оказываются сдвинутыми на угол

2 эл. град. и напряжение на выходе генератора определяется по соотношению (1). Таким образом, увеличение активной мощности асинхронного генератора с увеличением нагрузки основывается на принципе улучшения формы вращающегося магнитного поля, т. е. на переходе от эллиптического поля к круговому.

Второй характерной особенностью асинхронного генератора является изменение величины и направления активной мощности рабочей обмотки с изменением нагрузки.

Без нагрузки угол между током и напряжением рабочей обмотки грр, ) 90, и она находится в режиме потребления активной мощности.

С включением нагрузки угол срр, уменьшается, проходит через значение грр, — — 90, при котором активная мощность рабочей обмотки Рро — — О. Затем угол грр, принимает значение грр, (90, и рабочая обмотка становится источником активной мощности.

Изменение выходного напряжения U> в пределах нормальных нагрузок асинхронного генератора является незначительным. Напряжение U2 при изменении величины и характера нагрузки легко может быть стабилизировано, например, с помощью известного устройства с фазочувствительным органом.

Предмет изобретения

Асинхронный однофазный генератор с емкостным усилением, возбуждаемый от задающего генератора стабильной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей и улучшения динамических характеристик, на статоре расположены две соединенные последовательно и сдвинутые в пространстве на 90 эл. град. обмотки, связанные между собой автотрансформаторной связью, одна из которых подключена к задающему генератору, причем обе обмотки шунтированы общим конденсатором.