Суміщений трифазний різнополюсний вентильний індукторний генератор

Реферат: UA 78144 U UA 78144 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електромашинобудування, а саме до трифазних вентильних індукторних генераторів, і може бути використана при створенні безконтактних індукторних генераторів для автономних систем живлення, зокрема вітроенергетики. Відомий індукторний різнополюсний генератор з електромагнітним збудженням, статор якого має якірну трифазну 2p1-полюсну обмотку з зубцевим кроком, розміщену в Z 1 пазах, і 2р2полюсну обмотку збудження, розміщену 2р3 великих пазах на статорі, при цьому число полюсів 2р2 обмежене 2р2=2,4,6. Ротор зубчатий, відкриті пази ротора Z2 ніякої обмотки не несуть. Число пар полюсів обмотки якоря р1 визначається числом зубців ротора, p1 = Z2 [1]. В індукторних генераторах магнітний потік в зубцях якоря - пульсуючий, змінюється від максимального до мінімального значенням, не міняючи полюсності. Це зменшує ефективність електромагнітного перетворення більш ніж в два рази. Відомий індукторний трифазний різнополюсний вентильний генератор, статор якого має якірну трифазну 2p1-полюсну обмотку з зубцевим кроком, розміщену в Z 1 пазах, і 2р2-полюсне збудження, число полюсів 2р3 якого дорівнює числу зубців статора 2р2=Z1, ротор зубчатий числом зубців Z2, Z2 = р1 фазні обмотки з'єднані в трикутник і в фазах якірної обмотки послідовно узгоджено ввімкнені діоди, а напругу джерела збудження подають на один із діодів якірної обмотки, причому позитивну полярність джерела збудження подають на катод діоду, негативну - на анод [2]. Цей генератор порівняно з відомими індукторними різнополюсними генераторами має на 30 % менші витрати активних матеріалів за рахунок того, що обмотка генератора є суміщеною, тобто одночасно виконує функції як обмотки якоря, так і обмотки збудження. Завдяки діодам в якірній обмотці з'являється напівперіодний випрямлений струм, який протікає у тому напрямі, що і струм збудження, тобто струм навантаження діє намагнічуючим чином, збільшуючи результуючий магнітний потік збудження. Істотним недоліком розглянутого індукторного трифазного різнополюсного вентильного генератора є гальванічний зв'язок між джерелом збудження та навантаженням. Це призводить до нераціонального використання електричної енергії джерела збудження, частина якої споживається навантаженням, що призводить до зниження коефіцієнта корисної дії генератора. В основу корисної моделі поставлено задачу в індукторному трифазному різнополюсному вентильному генераторі шляхом усунення гальванічного зв'язку між джерелом збудження та навантаженням збільшити коефіцієнт корисної дії генератора. Ця задача вирішується тим, що у суміщеному трифазному різнополюсному вентильному індукторному генераторі, статор якого має якірну трифазну 2p1-полюсну обмотку з зубцевим кроком, розміщену в Z1 пазах, число пар полюсів якірної обмотки р1 дорівнює числу зубців ротора Z2, p1 = Z2, а також має 2р2-полюсне збудження, число полюсів якого дорівнює числу зубців статора, 2р2=Z1, фазні обмотки якоря з'єднані послідовно узгоджено і в фазах послідовно узгоджено ввімкнені діоди, між фазними обмотками якоря та трифазним двонапівперіодним випрямлячем додатково включені конденсатори. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показаний магнітопровід статора суміщеного трифазного різнополюсного вентильного індукторного генератора з числом зубців Z1 =6; на фіг. 2 показаний магнітопровід ротора суміщеного трифазного різнополюсного вентильного індукторного генератора з числом зубців Z2=8; на фіг. 3 - принципова електрична суміщеного трифазного різнополюсного вентильного індукторного генератора з навантаженням та джерелом збудження. Статор генератора являє собою порожнистий циліндр 7, набраний з листів електротехнічної сталі, на внутрішній поверхні якого розміщено Z1 = 6 зубців прямокутної форми 2 (фіг. 1). Ротор генератора – магнітопровід циліндричної форми 7, набраний з листів електротехнічної сталі, на зовнішній поверхні якого розміщено Z2 = 8 відкритих пазів 2 (фіг. 2). Обмотка якоря - трифазна, складається з Z1 котушок 7, кожна з яких охоплює свій зубець, тобто обмотка виконана з зубцевим кроком. Кожна фаза складається із Z 1/3 котушок, які знаходяться на протилежно розміщених зубцях і з'єднаних між собою в фазах послідовно зустрічно. Початки фаз В і С починаються відповідно з третьої та п'ятої котушок, якщо прийняти початок фази А з першої котушки. Фазні обмотки якоря з'єднані у трикутник. Число пар полюсів якірної обмотки p1 визначається, як і у відомих індукторних генераторах, числом зубців ротора Z2, Z2 = р1. В фазах якірної обмотки послідовно та узгоджено з іншими фазами ввімкнені діоди 2 (фіг. 3). Число полюсів збудження 2р2 дорівнює числу зубців статора Z1, 2p2 = Z1. При цьому полюсність зубців від струму збудження повинна співпадати з полюсністю зубців від однонапівперіодного випрямленого струм навантаження в фазах якірної обмотки. Генератор працює наступним чином. 1 UA 78144 U 5 10 15 20 При подачі струму збудження від джерела на обмотку протікає струм збудження, який утворює нерухоме 2р2-пполюсне поле збудження, 2р2=Z1. При обертанні ротора генератора виникають пульсації магнітного потоку збудження, частота яких f 2 залежить від швидкості . обертання n та числа зубців ротора Z2, f2=Z2 n. В обмотці наводиться ЕРС частотою f 2, яка знімається з якірних виводів і через конденсатори 4 подається на навантаження 6 через трифазний двонапівперіодний випрямляч 5 (фіг. 3). При навантаженні в якірних виводах обмотки протікають однонапівперіодні випрямлені струми навантаження, магніторушійна сила яких в зубцях співпадає з магніторушійною силою струму збудження. Регулювання вихідної напруги генератора здійснюється за допомогою регулятора напруги шляхом зміни струму, що протікає через обмотку. Переваги генератора, що заявляється: 1) відсутність гальванічного зв'язку між джерелом збудження генератора та навантаження за рахунок використання конденсаторів; 2) обмеження потужності короткого замикання; 3) збільшення надійності за рахунок спрощення електричної схеми генератора та його конструкції. Джерела інформації: 1. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М: Высшая школа, 1982. - 272 с. 2. Лущик В.Д. Вентильні генератори індукторного типу з суміщеними обмотками. // Вісник НТУ "ХПІ". 2000. - №84. - С. 129-130. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Суміщений трифазний різнополюсний вентильний індукторний генератор, статор якого має якірну трифазну 2р1-полюсну обмотку з зубцевим кроком, розміщену в Z1 пазах, число пар полюсів якірної обмотки р1 дорівнює числу зубців ротора Z2, р1 = Z2, а також має 2р2-полюсне збудження, число полюсів якого дорівнює числу зубців статора, 2р2=Z1, фазні обмотки якоря з'єднані послідовно узгоджено і в фазах послідовно узгоджено ввімкнені діоди, який відрізняється тим, що між фазними обмотками якоря та трифазним двонапівперіодним випрямлячем додатково включені конденсатори. 2 UA 78144 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3