DK143429B - Asynkrongenerator - Google Patents

Description

1Λ3Α29

Opfindelsen angår en asynkrongenerator omfattende en stator og en koaksialt dermed anbragt rotor samt midler til stabilisering af udgangsspændingen.

I en kendt generator af denne type udgøres midlerne til spæn-5 dingsstabilisering af et sæt drosselspoler, idet drosselspo lerne shunter hver sin statorvikling.

Spændingen kan desuden stabiliseres igennem en mætning af statorblikket. Herved sker der imidlertid en ikke-ubetyde-lig opvarmning af storblikket.

1Q Formålet med opfindelsen er at anvise, hvorledes man kan stabilisere udgangsspændingen og samtidigt reducere det samlede jerntab. Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at udgangsspændingen er stabiliseret ved en begrænsning af tværsnitsarealet af den feltgennemtrængelige del af rotoren.

15 Derved begrænser man jerntabet som følge af, at rotoren er næsten stillestående i forhold til drejefeltet.

Tværsnitsarealbegrænsningen kan med fordel ske ved en anvendelse af en aksel af ikke-magnetisk materiale.

I én udførelsesform er akselens diameter mere end halv så 20 stor som rotorens diameter.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et snit igennem en asynkrongenerator ifølge opfindelsen, 25 fig. 2 et diagram over en statorbevikling med udvendige blind- effektkondensatorer, og fig. 3 spændingen dels ved tomgang, dels ved belastning som 2 143429 funktion af blindstrømmen.

Den i fig. 1 viste asynkrongenerator omfatter en stator 1 med et antal noter til statorbeviklingen, og en koaksialt dermed anbragt blikrotor 2, der også er forsynet med noter.

5 Endvidere ses rotorens aksel 3. Akselen er af umagnetisk ma teriale, såsom messing, og har en diameter, der fortrinsvis er mere end halv så stor som rotorens diameter. Hensigten med det umagnetiske materiale er at tvinge feltlinierne til at løbe uden om akselen 3, således at der sker en begræns-10 ning af det feltgennemtrængelige tværsnitsareal af rotoren 2. Et eksempel på en af feltlinierne er vist i fig. 1. Virkningen af at begrænse det feltgennemtrængelige tværsnitsareal er, at generatorens udgangsspænding stabiliseres, når roto rblikket er mættet - se fig. 3. Mætningen af dette blik gi-15 ver selvsagt anledning til visse jerntab. Tabene afhænger i- midlertid først og fremmest af frekvensen, idet hystereseta-bet er proportionalt med frekvensen, og hvirvelstrømstabene er proportionale med kvadratet af frekvensen.

Ifølge opfindelsen udnytter man den omstændighed, at det ro-20 terende drejefelt næsten er stillestående i forhold til roto ren (frekvensen i forhold til rotoren er slippet multipliceret med netfrekvensen ved tilslutning til nettet; typisk 2 Hz), og at frekvensen og tabene derfor bliver tilsvarende mindre ved at lægge mætnings-spændingsstabiliteten i rotoren.

25 Hvis generatoren - der i øvrigt, når bortses fra akselen, er opbygget som en konventionel asynkronmaskine - er tilsluttet et trefasenet, kan man spare de i fig. 2 viste kondensatorer C. Kondensatorerne er kun nødvendige i tilfælde af, at der skal tilføres blindeffekt. Frekvensen er da først og fremmest 30 bestemt af omløbstallet. Belastningen og dermed slippet ind virker kun i mindre grad på frekvensen.

Fig. 3 illustrerer, hvorledes spændingen er stabil uanset blindstrømmen iwl og kondensatorerne C1 s størrelse. Den punkterede linie illustrerer derimod det tilfælde, hvor akselen er 3 1Λ 3 Λ 2 9 af magnetisk materiale.

En særlig fordel ved generatoren ifølge opfindelsen er, at den er meget robust og ikke kræver vedligeholdelse. Det sidste gør, at generatoren vil kunne anvendes i U-lande. Gene-5 ratorens diameter er 95-220 mm. Effekten er 5-40 kVA. Kon densatoren C er på 20 yF pr. kVA og er således 300 yF ved 15 kVA. Generatoren kan have en vilkårlig poldeling og behøver ikke lige netop at være firepolet. Den kan f. eks, også være topolet.

10 Spændingen kan være variabel ved, at den enkelte statorvik- ling udgøres af en hovedvikling og en hjælpevikling. Hovedviklingerne og hjælpeviklingerne kan da være sammenkoblede i forskellige stjerne-trekantkombinationer. ... .

Spændingen er selvsagt proportional med det antal feltlinier, 15 der overskæres pr. sekund.

Af fig. 3 ses, hvor lidt spændingen varierer med kondensatoren C s størrelse, idet spændingen fastlægges ved skæringspunktet imellem kondensatorens karakteristik og asynkronmotorens magnetiseringskarakteristik. Hvad der er mere inte-20 ressant er imidlertid, at spændingen heller ikke varierer ret meget (AV) med belastningen (svarende til en parallelforskydning af magnetiseringskurven med den karakteristiske trekant), idet man da blot glider ned ad kondensatorkarakteristikken til det nye skæringspunkt med den parallelforskudte 25 magnetiseringskarakteristik. Hvis aagnetiseringskarakteri- stikken var mere stejl, som vist stiplet, er det indlysende, at spændingsvariationen ville blive mange gange større, især hvis kondensatorkarakteristikken har næsten samme hældning som den sidste del af magnetiseringskarakteristikken.