Система збудження синхронної машини

Система збудження синхронної машини, що містить два збудники з обмотками збудження і якірними обмотками, випрямляч і автоматичний 3 При цьому числа пар полюсів двох машин збудника pв1 і рВ2 підібрані так, щоб рв2 – рв1 = 2 р, де рв2, pв1 - числа пар полюсів збудників, р - число пар полюсів синхронної машини. Суть корисної моделі пояснюється малюнками. На фіг. 1 приведена принципова схема пропонованої корисної моделі. Система збудження синхронної машини 1(СМ) з числом пар полюсів р містить перший 2 і другий 3 асинхронні збудники з числами пар полюсів рв1 і рВ2 відповідно, випрямляч і автоматичний регулятор напруги збудження 4. Входи обмоток збудження збудників 2 і 3 з протилежним порядком чергування фаз для створення магнітних полів, що обертаються в різні боки, підключені до виходу автоматичного регулятора напруги збудження 4, який сполучений з мережею живлення, а виходи якірних обмоток збудників сполучені послідовно і підключені через випрямляч 5 до обмотки індуктора синхронної машини 1, статорні обмотки якої через вимикач 6 приєднані до мережі промислової частоти. Обмотка збудження синхронної машини 1, якірні обмотки збудників 2 і 3, випрямляч 5 розташовано на частині, що обертається, 7. Вказаний пристрій працює таким чином : Напруга трифазної мережі через АРЗ 4 поступає на входи статорних обмоток збудників 2 і 3 з протилежним чергуванням фаз. При цьому утворюються магнітні поля, що обертаються в різні боки. У якірних обмотках утворюються електрорушійні сили (ЕРС) рівних частот fB1 = fВ2 Частота ЕРС якірної обмотки першого збудника f2В1 = рВ1 . f/p + f де f - частота мережі. Частота ЕРС якірної обмотки другого збудника f2B2 = рВ2 . f/p - f. При послідовному з'єднанні якірних обмоток збудників на входах випрямляча формується результуюча напруга, величина якої визначається величиною і фазою ЕРС якірних обмоток. Випрямлена напруга поступає на обмотку збудження основної синхронної машини 1, створюючи струм збудження. Розглянемо взаємозв'язок між векторами ЕРС вторинних обмоток двох збудників під час переходу CM від режиму х.х. до номінального навантаження в режимах генератора і двигуна. Приймемо закон керування cos =1. Для забезпечення заданого закону керування струм збудження Ігповинен змінюватися відповідно до регулювальної характеристики автоматично. Регулювальна характеристика машини (у загаль 58408 4 ному випадку) приведена фіг. 2, де Іо, IN, If0, IFN струми якоря і обмотки збудження СМ в режимах неробочого ходу, і номінального навантаження відповідно. У пропонованій корисній моделі струм збудження синхронної машини Іf змінюватиметься за рахунок зміни величини вектора результуючої ЕРС збудників при зміні струму навантаження і кута . Приймемо в режимі неробочого ходу (н.х.) кут навантаження CM =0. На фіг. 3 показані векторні діаграми ЕРС каскадного збудника для генераторного (а) і рушийного (б) режимів роботи CM, де 0 - кут початкового положення векторів Е21 і Е22 при н.х. CM. Відносне положення векторів в режимі н.х. встановлюється при настройці машини. Результуючий вектор E2P0 = E21 + E220 - після випрямляння некерованим випрямлячем (5) створить струм в обмотці збудження синхронної машини Іf0. При зміні кута  CM вектора E21 і Е22 повертаp p  21  в1    22  в2  . р р ються на кути і У режимі генератора все вектора повертаються проти годинникової стрілки щодо початкового положення вектора Е21 в режимі н.х., а в режимі двигуна - навпаки. Зміна кута між векторами Е21 і Е22 при переході з н.х. до номінального режиму показано на фіг. 3: p p   2P   22   21   в2  в1   N  2N  р р    Наприклад, якщо в режимі н.х.:  0  60  ; N  30  ; 2  60  ;  N  120 , то відношення E 2PN IfN   3 E 2P0 If 0 При цьому закон керування cos =1 виконується відповідно до завдання і автоматично забезпечує регулювальну характеристику (фіг. 2). Враховуючи вищесказане, можна зробити вивід, що запропонована корисна модель системи збудження синхронної машини є достатньо ефективною і може бути успішно використана в системах збудження безконтактних синхронних машин. Позитивний ефект від використання даної моделі приводить до спрощення конструкції за рахунок зменшення числа елементів безконтактної системи збудження, що істотно знижує вартість електричної машини в цілому. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 58408 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601