Синхронна тихохідна електрична машина

Реферат: Винахід належить до галузі електромашинобудування. Cинхронна тихохідна електрична машина може працювати в режимі генератора . В статорі розміщена трифазна зубцева 2р1полюсна обмотка, яка об'єднана із 2р2-полюсною обмоткою збудження. На роторі розміщені зубці, число яких дорівнює сумі чисел пар полюсів р 1+р2. Кожен зубець ротора охоплений короткозамкненою мідною котушкою. Технічним результатом, що досягається даним винаходом, є спрощення конструкції та зменшення вартості. UA 113798 C2 (12) UA 113798 C2 UA 113798 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі електромашинобудування, стосується безконтактних синхронних машин змінного струму і може бути використаний при виготовленні вітряних генераторів, генераторів для гідроелектростанцій та ін. Найбільш близьким за технічною суттю є синхронний тихохідний магнітоелектричний генератор з 2р1-полюсною трифазною обмоткою на статорі, на роторі містить 2р 1рідкоземельних постійних магнітів (найпізніша стаття Олейнікова і інших по вітряних генераторах). Недоліком відомого прототипа є те, що генератор потребує великого числа пазів на роторі. При n=166 об/хв. число пар полюсів статорної обмотки p1  60  f  60  50  18 . Відповідно n 166 число пазів статора при зубцевій обмотці статора (q1  0.5) Z1  2p1 mg  36  3  0.5  54 . Така кількість пазів потребує великих розмірів статора. Недоліком є і наявність рідкоземельних постійних магнітів на роторі. В основу винаходу поставлено задачу створити синхронну тихохідну електричну машину, яка має на статорі трифазну 2р1-полюсну обмотку із значно меншим числом полюсів 2р1, на роторі позбавитись рідкоземельних постійних магнітів. Ця задача вирішується тим, що в синхронній тихохідній електричній машині з 2р 1-полюсною трифазною обмоткою на статорі 2р1-полюсна обмотка статора об'єднана з 2р2-полюсною обмоткою збудження, при числі пазів на полюс і фазу 2р1-полюсної обмотки q1=0.5 на роторі виконують р1+р2 короткозамкнені котушки. Винахід пояснюється кресленнями, де показані: На фіг. 1 - пластини статора і ротора; На фіг. 2 - статорна 2р1/2р2-полюсна обмотка; На фіг. 3 - фрагмент схеми обмотки ротора; На фіг. 4 - зубець ротора із зубцевою мідною катушкою. Пази статора фіг. 1 виконані прямокутними для полегшення укладки статорної обмотки. В пазах статора розміщують трифазну зубцеву 2р1-полюсну обмотку фіг. 2, яка об'єднана з 2р2полюсною обмоткою збудження, 2р1=24; 2р2=36. На фіг. 3 показаний фрагмент обмотки ротора. Обмотка виконана у вигляді короткозамкнених котушок, число яких дорівнює сумі чисел пар полюсів р1+р2. Котушки охоплюють кожен зубець окремо. Число короткозамкнених котушок ротора дорівнює числу пазів ротора р1+р2=12+18=30 пазів. На фіг. 4 показаний зубець ротора із зубцевою короткозамкненою мідною котушкою. Котушки вкладають в пази неізольованими. Синхронна тихохідна електрична машина працює так. При подачі в 2р 2-полюсну обмотку статора струму збудження утворюється нерухоме 2р2-полюсне поле. При обертанні ротора в короткозамкнених котушках ротора виникає струм, який створює два магнітні поля: 2р2-полюсне поле і 2р1-полюсне поле. 2р2-полюсне поле обертається порівняно з ротором в протилежному напрямі і при швидкості обертання ротора nk  60 f1  60  50  100 об / хв. p1  p2 12  18 2р2-полюсне поле стає нерухомим відносно 2р2-полюсного поля статора. Електрична машина переходить в синхронний режим роботи. 2р1-полюсне поле ротора, яке обертається в тому ж напрямі, що і ротор, наводить в статорній трифазній 2р1-полюсній обмотці ЕРС частотою f1=50 Гц при швидкості ротора nk=100 об/хв. Порівняно з магнітоелектричними генераторами пропонований генератор при меншій швидкості обертання на 66 % має зменшене число пазів статора теж на 66 %. Значною перевагою є відсутність на роторі рідкоземельних постійних магнітів. Відсутність магнітів здешевлює виготовлення генератора на порядок. Пропонована синхронна машина на відміну від магнітоелектричної може працювати двигуном. Для цього подають трифазну напругу на 2р1-полюсні виводи статорної обмотки, 2р2полюсні виводи замикають накоротко. Двигун розганяється приблизно до швидкості nk, розмикають 2р2-полюсні виводи і подають на них струм збудження. Синхронна машина працює в двигуновому режимі зі швидкістю ротора nk. 1 UA 113798 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Синхронна тихохідна електрична машина з 2р1-полюсною трифазною зубцевою обмоткою на статорі, яка відрізняється тим, що 2р1-полюсна обмотка статора об'єднана з 2р2-полюсною обмоткою збудження, на число пазів на полюс і фазу 2р1-полюсної обмотки q1=0,5 на роторі виконано р1+р2 короткозамкнені котушки. 2 UA 113798 C2 3 UA 113798 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4