Синхронний компенсатор

1. Синхронний компенсатор (СК), що містить статор 1 з обмотками 2 трифазної напруги змінного струму, ротор 3 з обмотками постійного струму, насаджений на вал 12, підшипникові щити 11 та корпус 10, який відрізняється тим, що між полюсами ротора, по колу, встановлені рухомі електромагніти (РЕМ) 4, обмотки котрих споряджені шихтованими осердями із феромагнітних матеріалів з високою магнітною індукцією (Мі) і з'єднані так, щоб магнітні потоки РЕМ, відповідно обводової лінії ротора, були спрямовані назустріч один одному однойменними полюсами, що забезпечує зменшення споживання струму РЕМ при відповідній потужності магнітних полів ротора до обертового моменту СК. 2. Синхронний компенсатор СК за п. 1, який відрізняє ться тим, що в пазах ротора (під U 2 (19) 1 3 28873 що обертовий момент СД пропорційний напруги сіті (U), а в АД - квадрату напруги (U2), тому конструкція СК повинна буди здатна до реконструкції АД на СК, в яких споживча потужність, разом з підвищеним обертового моменту, зменшується в декілька разів. Поставлена задача вирішується шля хом обладнання статора СД або АД ротором з рухомими електромагнітами (РЕМ), розташованими між полюсами ротора по колу і з'єднаними однойменними полюсами та збудником (G) з рухомим осердям провідників, в якому ЕМ статора спрямовані назустріч один одному однойменними полюсами. При цьому, потужність G повинна бути більш ніж споживча потужність РЕМ. Найбільш близький по добротності - магнітний двигун за [патентом України №24099, авт. Кугушов], в якому за рахунок тиску між однойменними полюсами і якості осердь встановлено - споживча потужність РЕМ, разом зі збільшенням обертового моменту, зменшується в декілька разів. [Див. Опис до патенту №24099]. Найбільш близький по суті компенсування – [посібник для технікумів Електричні машини, Л.М.Піотровський, вид.7, Л. "Енергія" 1974р., ст.470-476]. Недоліки: дуже мала добротність відносно компенсування та споживання живильної енергії. Найбільш близький по суті АД на вугільних шахтах – [посібник Горна електротехника, Є.Ф.Цапенко, Москва, вид. "Недра" 1986р., п.11, Електромашини.] Недоліки: АД з короткозімкнутим ротором не можна прийняти за двигун, тому що ротор Д не повинен буди відомо-збитковим. А також, в задачі враховано - автоматичне регулювання якості СК, тобто при завантажені на вал більш номіналу, СК працює в недозбудженому режимі, тобто в якості двигуна, при завантажені на вал менш номіналу, СК працює в перезбудженому режимі, тобто в якості генератора. Наприклад: підйом і спуск вугілля, або вентиляція, де СК може бути постійно перезбудженим й постійно повертати енергію в сіть. Фіг.1 Принципово-монтажна схема синхронного компенсатора СК. СК містить статор 1 з обмотками трифазної напруги змінного струму 2, ротор 3 з РЕМ 4, втулка 5 із немагнітного матеріалу, призначена для кріплення полюсів РЕМ, короткозімкнута обмотка 6 ротора, призначена для асинхронного пуску Д, рухомі осердя 7 G з провідниками, зв’язаними з обмотками РЕМ через вентильний мост 13 (рухомий), втулка 8 із немагнітного матеріалу, призначена для скріплення осердя з валом, ЕМ 9 G, обмотки котрих зв’язані з фазами ABC через вентильний мост (на схемі не показано), корпус 10, підшипникові щити 11, вал 12 з пазом для просування відводів зі G під підшипником. Обмотки ЕМ 9 G і РЕМ 4 Д споряджені осердями із феромагнітних матеріалів з дуже великою магнітною індукцією (Мінд) і з’єднані так, щоб їх магнітні потоки були спрямовані назустріч один одному однойменними полюсами. За рахунок 4 чого споживча потужність зменшується в декілька разів. Осердя EM G і РЕМ Д доцільно виконати шихтованими, що усуває опір від перемагнічення осердь. Провідники 7 G споряджені осердям із феромагнітних матеріалів з дуже малою Мінд, але з дуже великою магнітною проникністю і з’єднані між собою послідовно. За рахунок чого реакція якоря послаблюється багаторазово. Таким чином, за рахунок тиску між зустрічно спрямованими однойменними полюсами EM G і РЕМ Д і якістів осердь встановлено - потужність G більша ніж споживча потужність РЕМ, чим забезпечується формула корисної моделі СК. Статор СК 6(8)-полюсний, відповідно ротор 4(6)-полюсний, G 8(12)-полюсний або аналогічно. Якщо на підприємстві дуже популярні АД, то буде доцільно обладнати АД ротором з РЕМ і G для їх живлення. Відносно двигунів з широкими статорами, типу 4А200, або аналогічні, доцільно ротор виконати двусекційним, тобто на одному валу встановлюється два ідентичних ротора, сумарна ширина яких співпадає з шириною статора. Відносно рудничний двигунів (Р), типу ЕДКО або аналогічні, в яких діаметр Д не дозволяє влаштувати РЕМ, то буде доцільно обладнати РД ротором з обмотками для збудження магнітних полів і G для їх живлення. Фіг.2 Принципово-монтажна схема обладнання рудничних (Р), тип у ЕДКО або аналогічних, ротором з обмотками для збудження магнітних полів і совмісного влаштування G в одному корпусі. (На схемі ілюструється статорні обмотки стандартно, на справі вони не заважають G) Синхронний компенсатор рудничний (СКР) містить статор 1 з обмотками 2 трифазної напруги змінного струму, ротор 3 з обмотками для збудження магнітних полів 4, рухоме осердя 5 G з провідниками зв’язаними з обмотками ротора через вентильний мост (на схемі не показано), втулка 6 із немагнітних матеріалів, призначена для скріплення осердя з валом, ЕМ 7, обмотки котрих зв’язані з фазами ABC через вентильний мост (на схемі не показано), корпус 8, підшипникові щити 9 з кришками 10, вал 11. Якщо довжина СКР по вісі не співпадає з потужністю G, то ротор доцільно виконати двусекційним з двома G по бокам. Робота СК (Фіг.1). При вмиканні Д в сіть в обмотках статора утворюється обертове магнітне поле, яке перетинає короткозімкнуту обмотку ротора. В ній збуджується Е, яке намагнічує полюси ротора, відповідно полюси ротора притягаються до обертових полюсів статора і Д запускається в роботу. В цей момент полюси EM G перетинають провідники G, встановлені на рухомому осерді 7 і зв’язані з обмотками РЕМ 4 через вентильний мост 13. В них збуджується Е змінного струму, яка живить РЕМ постійним струмом. Осердя РЕМ намагнічуються і під тиском від зустрічного спрямлення однойменних полюсів притягують полюси ротора до обертових полюсів статора з дуже потужним обертовим моментом. 5 28873 Таким чином, утворюється робота синхронної машини компенсатора. При роботі СК в режимі холостого руху або при завантажені на вал меншого номіналу, стр ум ротора запобігає напругу статора. Таким чином напруга на зажимах СК стає більш ніж напруга сіті, тобто СК працює генератором і компенсує сіть від реактивних струмів, якби очищає її. При завантажені на вал більш номіналу, СК працює в недозбудженому режимі, тобто в якості двигуна. Таким чином, пропонуємий СК - це два синхронних двигуна в одному корпусі, в якому споживча потужність, разом з підвищенням обертового моменту, зменшується в декілька разів. Технічний результат: Проведені досліди, відносно однієї ділянки, наприклад - вугільної шахти, показали, що за рахунок СК або реконструйованих декілька АД, споживча потужність шахти зменшується на 30...40%. Разом з цим, підвищується якість і працездатність машинного обладнання на всій шахті, а також на суміжних підприємствах з цією ділянкою. Наприклад: споживча потужність шахти =10000кВт година - 30%=7000кВт = вільні кошти 1млн. у.о. за рік. 6