Синхронний генератор стабільної частоти

Реферат: Синхронний генератор стабільної частоти містить якір з трифазною обмоткою, збудник з обмоткою збудження, блок регулювання напруги. Генератор має зовнішній ротор, що складається з двох феромагнітних циліндрів, розділених циліндром з немагнітного сплаву, один з яких має постійні магніти, а другий - пази з трифазної обмоткою, яка підключена до трифазної обмотки якоря збудника, внутрішній ротор з постійними магнітами. Обмотка збудження збудника підключена до блока регулювання швидкості. Якір генератора для регулювання напруги має магнітний шунт з тороїдальною обмоткою підмагнічування. UA 119442 U (54) СИНХРОННИЙ ГЕНЕРАТОР СТАБІЛЬНОЇ ЧАСТОТИ UA 119442 U UA 119442 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і може бути використана в системах генерування електричної енергії. Відомий пристрій [1], що містить основний генератор, збудник, вбудований силовий випрямляч. Недоліками пристрою є залежність частоти напруги генератора від частоти обертання приводного агрегату і наявність напівприводних приладів на роторі, що знижує надійність генератора. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованої корисної моделі є пристрій [2] (прототип), що містить якір з магнітним шунтом з трифазною обмоткою і обмоткою підмагнічування, підключеною до блока регулювання напруги, збудник з обмоткою збудження, підключеною до блока регулювання частоти. Недоліками пристрою є роздільне виконання синхронного генератора і електромагнітного приводу, обмежений діапазон стабілізації частоти в залежності від частоти обертання приводного агрегату. Задачею корисної моделі є об'єднання функцій синхронного генератора і електромагнітного приводу і розширення діапазону стабілізації частоти напруги генератора при змінній швидкості обертання приводного двигуна. Поставлена задача вирішується виконанням на статорі якоря генератора з магнітним шунтом, в пазах якого розміщені трифазні обмотки і обмотка підмагнічування, яка підключена до блока регулювання, а також виконанням зовнішнього ротора з постійних магнітів і внутрішнього ротора і багатофазної обмотки, підключеної до обмотки збудника. На Фіг. 1 представлена конструктивна схема синхронного генератора стабільної частоти. Синхронний генератор містить: основний генератор 1 і електромагнітний привід 2. Основний генератор 1, (Фіг. 1, 2) має якір 3 з магнітним шунтом 12, трифазною обмоткою 4 і обмоткою підмагнічування 5. Зовнішній ротор 6 (Фіг. 1, 2) виконаний у вигляді двох порожнистих циліндрів 7 і 8. Циліндр 7 виконує функцію індуктора синхронного генератора і має постійні магніти з явно вираженими полюсами. Циліндр 8, виконаний з феромагнітного матеріалу, має на внутрішній поверхні пази 9, в яких розміщена багатофазна обмотка 10. Між порожніми циліндрами 7 і 8 розміщений порожній циліндр 11 з немагнітного сплаву. У пазах статора 3, (Фіг. 2), який виконується шихтованим з листів електротехнічної сталі, покладена трифазна обмотка 4. Для регулювання вихідної напруги на статорі 3 є магнітний шунт 12, Фіг. 2, який охоплений тороїдальною обмоткою підмагнічування 5, підключеною до блока регулювання напруги 13 (Фіг. 3). Електромагнітний привід 2 (Фіг. 1, 2) складається з внутрішнього ротора 14, циліндра 8 і збудника 15. Ротор 14 в вигляді постійних магнітів розміщений всередині ротора 6 з обмоткою 10, яка підключена до багатофазної обмотки збудника 16. Збудник 15, Фіг. 1, складається з магнітопроводу статора з пазами 18 де розташована багатофазна обмотка 19, яка підключена до блока регулювання частоти 20, фіг. 3. Ротор збудника 15, об'єднаний на одному валу з зовнішнім ротором 6, має ротор, має магнітопровід 17 з зовнішніми пазами, де покладена багатофазна обмотка 16. Обмотки 10 і 16 з'єднані між собою. Робота безконтактного генератора відбувається наступним чином: Внутрішній ротор приводиться в обертання зі швидкістю від приводного двигуна. В результаті під дією магнітного потоку від постійних магнітів ротора 14 і магнітного потоку, створюваного струмами, що протікають по обмотці 10, виникає електромагнітний момент, що приводить зовнішній ротор 6 в обертання. Індуктор генератора, який являє собою постійні магніти циліндра 7, обертається, внаслідок чого наводиться електрорушійна сила в обмотці 4 якоря 3, що і подається на навантаження. Швидкість обертання зовнішнього ротора 6 при зміні величини навантаження, а також оборотів приводного двигуна змінюється. Величина електромагнітного моменту між зовнішнім ротором і ротором 14, а, значить, і швидкість обертання зовнішнього ротора 6, залежить від частоти та величини струмів, що протікають по обмотці 10. Тому для підтримки стабільної швидкості обертання зовнішнього ротора 6, а значить і частоти електрорушійної сили генератора необхідно змінювати частоту та струм в обмотці 10. Це забезпечується зміною частоти та струму в обмотці 16 збудника 15 шляхом зміни частоти та напруги на виході блока регулювання частоти 20. Для підтримки стабільної генераторної напруги агрегату використовується магнітний шунт 12 і тороїдальна обмотка підмагнічування 5 на якорі 3. Змінюючи струм в обмотці підмагнічування 12 (Фіг. 2 і Фіг. 3), через блок регулювання 13 змінюємо магнітне опір магнітного 1 UA 119442 U 5 10 шунта 12, (Фіг. 2). Це веде до зміни основного магнітного потоку якоря 3, а значить і напруги в трифазній обмотці 4. Таким чином, корисна модель дозволяє за рахунок розміщення на статорі магнітопроводу якоря з магнітним шунтом, зовнішнього ротора і внутрішнього ротора з постійних магнітів і розміщення багатофазної обмотки, який отримує живлення від збудника з можливістю регулювання струму в обмотці збудника через роботу блока регулювання частоти, об'єднати функції синхронного генератора і електромагнітного приводу, а також збільшити діапазон стабілізації частоти напруги генераторного агрегату при зміні частоти обертання приводного двигуна. Джерела інформації: 1. Брускин Д.Э., Электрические машины. - М.: Высшая школа, 1987. - 122 с. 2. Патент на корисну модель № 103117, 10.12.2015. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Синхронний генератор стабільної частоти, що містить якір з трифазною обмоткою, збудник з обмоткою збудження, блок регулювання напруги, який відрізняється тим, що має зовнішній ротор, що складається з двох феромагнітних циліндрів, розділених циліндром з немагнітного сплаву, один з яких має постійні магніти, а другий - пази з трифазної обмоткою, яка підключена до трифазної обмотки якоря збудника, внутрішній ротор з постійними магнітами, обмотка збудження збудника підключена до блока регулювання швидкості, якір генератора для регулювання напруги має магнітний шунт з тороїдальною обмоткою підмагнічування. 2 UA 119442 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3