Электромашинный агрегат
О Il Е 349363
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Завпс гмое от авт. свндегельства ¹
Заявлено 06 т/!11970 (№ 1446553/24-7) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 26.Х.1973. Б1оллетеш. № 43
Дата опубликования описания 20.III.1974
М. Кл. Н 02k 19/20
Н 02р 9/42
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
УДК 621.313.39(088.8) Автор изобретения
А. С. Айнварг
Заявитель
ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ АГРЕГАТ
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в устройствах, где требуется прецизионное регулирование частоты выходного напряжения индукторного генератора или скорости вращения индукторного двигателя.
Целью изобретения является создание электромашинпого агрегата на базе индукторной машины, в которой прецизионное регулирование осуществляется при наличии лишь одной обмотки на статоре. Это позволяет использовать в регулируемой по частоте системе самую простую машину.
Это достигается тем, что обмотка индукторной машины с многофазной зубцовой зоной подключена к источнику симметричного многофазного напряжения регулируемой частоты Q или к многофазной сети частоты Й.
При вращении ротора машины индуктивность фаз обмотки изменяется с частотой со, и между нулевыми точками обмотки и источника возникает напряжение частоты о — 0 пли о+У. Поэтому нагрузку электромашинного агрегата в режиме генератора можно включить между нулевыми точками обмотки и источника регулируемой частоты.
Поскольку электрическая машина обратима, то в случае использования агрегата в режиме регулируемого электропривода под однофазпой нагрузкой понимается однофазный источник.
На фпг. 1, 2 в двух проекциях показана конструкция машины; на фиг. 3 — пример
5 выполнения зубцовых зон н обмотки, которая состоит нз сосредоточенных трехзубцовых катушек и имеет одну пару полюсов; па фиг. 4— пример выполнения зубцовых зон и обмотки, которая состоит пз сосредоточенных однозуб10 цовых катушек и имеет трп пары полюсов; на фиг. 5 — пример выполнения зубцовых зон и обмотки, когда обмотка состоит из взаимно перекрывающихся катушек и имеет четыре пары полюсов.
В качестве многофазной зубцовой зоны показана ноннусная зона с соотношением числа зубцов статора и ротора Z< Zi> — — 12: 11. Зубцы статора 1 представляют собой акснально
20 расслоепные стержни, на которы.; уложена
m-фазная, например трехфазная, распределенная обмотка 2, соединенная в звезду. Зубцы ротора 3 также представляют собой аксиально расслоенпые стержни. Опи прикрепля25 ются к валу 4 любым способом, обеспечивающим жесгкость пх взаимного положения, например с помощью ",aëèãêè изолирующим компа .ндом 5.
Рассмотрим работу агрегата в режиме ге30 нератора. При подключении обмотки к и -фаз349363
U„=.
55 ному источнику напряжения 1аст1)) ь) !? II;I
t(-ую фазу обмотки подается Iillllpяженп»
UK — U cGs (vt + (К вЂ” 1) и где U — - амплитуда фазпого напряжения.
Суммарные магнитные проводимости зубц1н), охватывае IblY различными фазами обмотки, не равны и также составляют т-фазную систему. При вращении ротора вследствие модуляции магнитной проводимости зубцов индуктивность каждой фазы обмотки изменяется с частотой !)=2лУрп, где Z, è и — число зубцов и скорость ротора (об/сек). Поэтому рсактивная проводимость К-й фазы измснястся по закону:
Ук — Y,+ Ycos t+ (К вЂ” 1) где уо и у — постоянная составляющая и амплитуда основной гармоники переменной составляющей проводимости фазы обмотки.
Если выход источника частоты и (или трансформатора после источника) соединен в звезду, то напряжение между нулевыми точками обмотки и источника равно:
It
X "к» к к- 1 т(Л cos (ю — й)1
Х
2 tii Yu +» „
YK I- Y„
K=1 где у„— проводимость, включенная в нулевой провод. При изменении направления вращения магнитного поля машины относительно направления вращения ротора напряжение между улевыми точками имеет частоту (1)+2).
Следовательно, нагрузку генератора можно включить в нулевой провод и регулировать частоту тока нагрузки путем изменения частоты источника.
В двигательном режиме обмотка подключается к многофазному источнику тока частоты I), как и в генераторном режиме, а напряжение питания частоты ь) включается в пулевой провод. Так как система линейпа, то (магнитная цепь предполагается ненасыщенной), токи фаз содержат две составляющие с частотами соответственно Й и <), причем составляющие
IQ cos Ж+ (К вЂ” 1) I ш 1 создают вращающееся магнитное поле, а составляющие 1в)сове)/ — пульсирующее магнитное поле. Магнитные потоки, созданные обоими полями, замыкаются в аксиальном направ,т!cIIèè и имеIOT противоположпhlc напрi)В Ic!)п11
45!
1 Ii ))()1 п)н))1< )1<1шпх с! II 01)п11х ) 6113 Y 1 !1ап1)11 мер, в первом и седьмом). Ротор стремится повернуться в такое положение, чтобы максимальная площадь перекрытия зубцов находилась па оси вращающегося магнитного поля против того зубца статора, в котором направления магнитных потоков ог обоих полей совпадают. Вследствие этого ротор вращается со
<о O скоростью и= (об/сек), где знаки плюс г-.. и минус противоположны генераторному режиму.
Во всех примерах сдвиг по фазе м.д.с., действующими на зубцы, и изменениями магнитных проводимостей тех же зубцов одинаков.
Это достигается благодаря тому, что число пар полюсов обмотки равно числу пар полюсов магнитной проводимости, т. е. числу участков зубцовой зоны, в которых изменение магнитной проводимости составляет полный цикл. При этом не имеет принципиального значения коэффициент распределения магнитных проводимостей внутри каждого такого участка. Например, на фиг. 2 распределение магнитных проводимостей внутри участка (всей нониусной зубцовой зоны) максимально (соотношение чисел зубцов участка равно
12: 11), а па фиг. 5 — минимально (соотношение чисел зубцов участка равно 6: 1). Это позволяет варьировать соотношениями чисел зубцов с целью получения требуемых параметров машины.
Если источник частоты Р не допускает прохождения тока рабочей частоты, то между машиной и источником устанавливается ш-фазный трансформатор, у которого первичная обмотка, соединенная звездой, без нулевого провода подключается к источнику, а вторичная, соединенная звездой, подключается к машине.
Так как частота источника предполагается значительно ниже рабочей частоты, то может быть достигнута высокая точность регулирования при сравнительно малой мощности источника.
Предмет изобретения
Электромашинный агрегат, содержащий индукторную машину с многофазной зубцовой зоной статора, у которой число волн проводимости в воздушном зазоре равно числу пар полюсов многофазной статорной обмотки, многофазный источник регулируемой частоты, подключенный к указанной обмотке, и однофазпую нагрузку, отличающийся тем, что, с целью упрощения агрегата, нагрузка включена между нулевыми точками обмотки и источника.
349363
С патор Рпаор
Фиг. 5
Фиг Ф
1В С
Составитель Б. Делекторский
Редактор В. Фельдман Техред E. Борисова Корректоры: В. Жолудева н E. Зимина
Заказ Г)05/4 Изд. № 154 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ. Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2