NL7908704A - Asynchrone generator. - Google Patents

Description

V*-··' D HO/Se/5 Grundfos Asynchrone generator.

De uitvinding betreft een asynchrone generator omvattende een stator en een rotor die coaxiaal ten opzichte van elkander gelegen zijn en middelen voor het stabiliseren van de uitgangsspanning.

5 In de bekende generator van dit type worden de middelen voor het stabiliseren van de spanning gevormd door een paar smoorspoelen, die in shunt staan met de respektie-velijke statorwikkelingen. De spanning kan bovendien gestabiliseerd worden door een verzadiging van het statormateri-10 aal, waarbij echter een niet onbelangrijke verwarming van het statormateriaal plaatsvindt.

De uitvinding stelt zich ten doel middelen voor het stabiliseren van de uitgangsspanning te verschaffen, terwijl het totale verlies aan ijzer beperkt wordt.

15 De asynchrone generator volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de uitgangsspanning gestabiliseerd wordt door een beperking van de doorsnede van het door het magnetische veld doordringbare gedeelte van de rotor. Op deze wijze wordt het verlies aan ijzer beperkt aangezien de 2Q rotor vrijwel stationair is ten opzichte van het roterende veld.

Volgens de uitvinding verdient het de voorkeur dat de doorsnede wordt beperkt door gebruikmaking van een as van niet magnetisch materiaal. Volgens een uitvoerings-25 vorm van de generator volgens de uitvinding bedraagt de diameter van de as meer dan de helft als de diameter van de rotor.

De uitvinding wordt aan de hand van de tekening verduidelijkt. In de tekening toont: 30 Figuur 1 een doorsnede-aanzicht door een asyn chrone generator volgens de uitvinding,

Figuur 2 een schematisch aanzicht van een sta-torwikkeling met buitenste blind-effekt (blank-effect) condensatoren, en 35 Figuur 3 toont de spanning in vrijloop alsmede 7908704 "v* -2- t bij een belasting ten opzichte van de blind (blank) stroom.

De asynchrone generator volgens fig.1 omvat de stator 1 met een aantal gleuven voor de statorwikkelingen en een coaxiaal ten opzichte daarvan aangebrachte rotor 2, 5 welke eveneens gleuven vertoont. Met het verwijzingscijfer 3 is de as van de rotor aangeduid. De as van een niet-magne-tisch materiaal, bijvoorbeeld messing en heeft een diameter, die bij voorkeur meer dan de helft bedraagt als de diameter van de rotor 2. Het doel van het niet magnetische materiaal 10 is dat de veldlijnen rond de as 3 lopen, waarbij het door het veld doordringbare gebied van de rotor 2 wordt beperkt.

Een voorbeeld van een veldlijn is in fig.l aangeduid. Het effekt van de beperking van het door het veld doordringbare gebied is, dat de uitgangsspanning van de generator wordt ge-15 stabiliseerd wanneer de rotor verzadigd raakt (zie fig.3) waarbij die verzadiging natuurlijk een vooraf vastgestelde hoeveelheid verlies aan ijzer met zich meebrengt. De verliezen echter hangen in de eerste plaats af van de frequentie, waarbij de hysteresisverliezen evenredig zijn met de frequen- ^ 20 tie en de wervelstroomverliezen evenredig zijn.met het kwadraat van de frequentie.

Volgens de uitvinding wordt de omstandigheid dat het roterende veld vrijwel stationair is ten opzichte van de rotor benut, waarbij voorts gebruik wordt gemaakt van het 25 feit, dat de frequentie ten opzichte van de rotor de slip is vermenigvuldigd met de netfrequentie, welke bij koppeling met het voedingsnet bijvoorbeeld 2 Hz is, en bovendien het feit, dat de frequentie en de verliezen geminimaliseerd worden door de verzadigingsspanningsstabiliteit in de rotor te 30 plaatsen.

Wanneer de generator geconstrueerd is als een conventionele asynchrone machine afgezien van de as, en wordt gekoppeld met eendriefasenetwerk, kunnen de in fig.2 getekende condensatoren uitgespaard worden. Deze condensa-35 toren zijn alleen noodzakelijk in het geval een blind(blank) effekt toegevoegd moet worden. De frequentie is dan in de eerste plaats bedoeld voor het aantal omwentelingen. De belasting en daardoor de slip beïnvloedt alleen de frequentie in 7908704 V* Jf -3- een slechts geringe mate.

Figuur 3 toont hoe de spanning stabiel is ongeacht de blindstroom Iwl en de grootte van de condensatoren C.

De onderbroken lijn echter geeft aan, waar de as van magne-.

5 tisch materiaal is gemaakt.

Een belangrijk voordeel van de generator volgens de uitvinding is dat hij zeer betrouwbaar is en geen onderhoud vereist, waardoor de generator toepasbaar is in de ontwikkelingslanden. De diameter van de generator ligt in de 10 grootte orde van 95 tot 220 mm. Het effekt ligt in het gebied van 50 tot 40 kVA. De condensatoren C zijn 20 ^uF/kVA en derhalve 300 ^uF bij 15 kVA. De generator kan een arbitraire poolsteek hebben en behoeft niet nauwkeurig een vierpool te zijn. De generator kan bijvoorbeeld bipolair zijn.

15 De spanning kan worden gevarieerd door de indivi duele statorwikkeling, welke een hoofdwikkeling en een aanvullende wikkeling omvat. De hoofdwikkelingen en de aanvullende wikkelingen kunnen dan worden gecombineerd in verschillende ster- driehoekcombinaties. De spanning is vanzelfsprekend 20 evenredig met het aantal veldlijnen dat per sekonde wordt doorsneden.

Figuur 3 toont hoe gering de spanning afhankelijk is van de grootte van de condensator C, waarbij de spanning wordt bepaald door het snijpunt tussen de karakteristiek van 25 de condensator en de magnetiseringskarakteristieken van de asynchrone motor. Van belang is echter, dat de spanning niet zeer sterk varieert (AV) met de belasting, welke korrespon-deert met een parallelle verplaatsing van de magnetiserings-kromme van de bekende karakteristieke driehoek, waarbij men 30 omlaag beweegt langs de karakteristiek van de condensator naar het volgende snijpunt met de parallel verplaatste magnetiseringskarakteristieken. Wanneer de magnetiseringskarakteristieken steiler zouden zijn geweest (zie de onderbroken lijn) dan zal het duidelijk zijn, dat de spanningsvariatie vele 35 raaien groter zou zijn met name wanneer de karakteristieken van de condensator bijna dezelfde helling hebben als het laatste deel van de karakteristieken van de magnetiserings-kromme.

7908704

Claims (3)

1. Asynchrone generator omvattende een stator en een rotor, die coaxiaal ten opzichte van elkander zijn gelegen en middelen voor het stabiliseren van de uitgangsspan- 5 ning met het kenmerk, dat de uitgangsspanning gestabiliseerd wordt door een beperking van de doorsnede van het door het veld doordringbare deel van de rotor(2).

2. Asynchrone generator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de beperking van de doorsnede verkregen 10 wordt door gebruikmaking van een as (3) van niet magnetisch materiaal.

3. Asynchrone generator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de diameter van de as (3) meer dan de helft zo groot is als de diameter van de rotor (2). 79 0 87 0 A