Opublikowano: MAR. 1968' 50183 KI. 21d2, 1 MKP H 02 k /g/oo UKD BIBLIOTEKA Urzedu Pafenfowecfc Twórca wynalazku: mgr inz. Tadeusz Zawada Wlasciciel patentu: Instytut Elektrotechniki, Warszawa (Polska) Maszyna synchroniczna ze zmniejszonym oddzialywaniem twornika i Przedmiotem wynalazku jest maszyna synchro¬ niczna z wirnikiem cylindrycznym iw pewien spe¬ cjalny sposób wykonanym uzwojeniem wzbudza¬ jacym i klatka rozruchowo-tlumiaca.Zasadnicza cecha dotychczas wykonywanych 5 maszyn synchronicznych zarówno z biegunami wy¬ stajacymi jak i wirnikiem cylindrycznym (turbo- -generatory) jest wlasciwosc, ze krzywa pola w szczelinie jest bardzo zblizona do sinusoidy.W maszynie synchronicznej wedlug wynalazku io krzywa indukcji w szczelinie ma ksztalt zblizony do trapezu, w którym wzajemny stosunek dlugosci boków równoleglych zawiera sie w granicach 0,4 do 0,6 a wiec jest to ksztalt, który bardzo powaznie odbiega od sinusoidy. Powyzszy przebieg induk- 15 cyjnosci w szczelinie osiaga sie przez odpowiednie rozlozenie zlobków uzwojenia wzbudzajacego na obwodzie wirnika, natomiast dlugosc szczeliny po¬ wietrznej pomiedzy blachami stojana i wirnika jest stala na calym obwodzie. 20 Przy tak uksztaltowanym polu w szczelinie, am¬ plituda pierwszej harmonicznej indukcji, dosc znacznie przekracza rzeczywista maksymalna war¬ tosc tej indukcji.Pozwala to na zmniejszenie liczby zwojów uzwo- 25 jenia stojana, a co za tym idzie i zmniejszenie oddzialywania twornika.W efekcie ostatecznym otrzymuje sie w maszy¬ nie synchronicznej wedlug wynalazku znaczne ob¬ nizenie pradu wzbudzenia przy obciazeniu, a jedno- 30 czesnie strumien magnetyczny pierwszej harmo¬ nicznej jest tylko minimalnie mniejszy od calkowitego strumienia podzialki biegunowej. Na skutek tego ze uzwojenie twornika ze skróconym poskokiem i ewentualnie ulamkowa liczba zlob¬ ków na biegun i faze posiada silnie zaznaczone wlasnosci dyskryminacyjne w odniesieniu do wyz¬ szych harmonicznych, w które obfituje krzywa indukcji w szczelinie, ksztalt napiecia na zaciskach maszyny synchronicznej wedlug wynalazku jest praktycznie sinusoidalny.Dla lepszego wykorzystania przestrzeni w okoli¬ cach osi neutralnych biegunów i ze wzgledu na fakt, ze w tych. czesciach obwodu wirnika induk¬ cja w szczelinie jest niska, zastosowano waskie zeby. Szerokosc tych zebów powieksza sie w miare oddalania sie od osi neutralnej kazdego z biegu¬ nów. Poniewaz wymiary poszczególnych zlobków uzwojenia wzbudzajacego nie ulegaja zmianie, wiec stopniowanie szerokosci zebów prowadzi do nie¬ równomiernej podzialki zlobkowej tego uzwojenia.Zlobki uzwojenia wzbudzajacego zajmuja prze¬ cietnie okolo polowy podzialki biegunowej i sa zgrupowane w okolicach osi neutralnych biegunów, pozostale wiec wolne partie podzialek biegunowych mozna przeznaczyc na umieszczenie na nich zlob¬ ków klatki rozruchowo-tlumiacej.TV efekcie ostatecznym tych wszystkich inowacji w konstrukcji maszyn synchronicznych wedlug wynalazku otrzymuje sie mniejszy gabaryt, mniej- 5018350183 . sza materialochlonnosc, szczególnie mniejsze zuzy¬ cie miedzi oraz zmniejszona pracochlonnosc w po¬ równaniu z maszynami synchronicznymi o trady¬ cyjnej konstrukcji.Jest rzecza ciekawa a zarazem osobliwa, ze po¬ wyzsze wlasnosci maszyn synchronicznych wedlug wynalazku nie sa okupione zmniejszeniem sie sto¬ sunku zwarcia, którego wartosc pozostaje w przy¬ blizeniu taka sama jak w porównywanych maszy¬ nach synchronicznych o tradycyjnej konstrukcji.Fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny wirnika maszyny synchronicznej wedlug wynalazku, a fig. 2 fragment widoku wirnika tej maszyny.Pakietowany z blach pradnicowych lub z innego gatunku blach wirnik 1 posiada na swoim obwo¬ dzie dwa rodzaje zlobków 2 i 3. Zlobki 2 uzwojenia wzbudzajacego 4 sa rozlozone na obwodzie wirni¬ ka wedlug nierównomiernej podzialki, maleje ona przy zblizaniu sie obydwu stron do osi neutralnych poszczególnych biegunów. W pozostalych czesciach kazdej podzialki biegunowej, nie zawierajacych zlobków 2, znajduja sie równomiernie rozmiesz¬ czone zlobki 3 klatki rozruchowo-tlumiacej 5.Uzwojenie wzbudzajace 4 wykonane jest jako uz¬ wojenie jednowarstwowe, najprosciej wsypywane.Konstrukcja klatki rozruchowo-tlumiacej 5 po¬ myslana jest tak aby bylo mozliwe calkowite jej wykonanie lacznie ze spawaniem poszczególnych jej elementów przed zalozeniem uzwojenia wzbu¬ dzajacego 4. Prety okragle 6 lub o dowolnym in¬ nym profilu sa laczone przez twarde lutowanie z segmentami zwierajacymi 7.Nieznacznie ponizej dna zlobków 2, po obydwóch stronach pakietu blach wirnika 1 umieszczone sa wlasciwe pierscienie zwierajace 9 klatki rozrucho¬ wo-tlumiacej 5.Pierscienie zwierajace 9 moga byc osadzone na podzwojniku 10 lub bez niego, segmenty zwierajace 7 sa polaczone z pierscieniami zwierajacymi 9 za pomoca promieniowych elementów laczacych 8 przez lutowanie na twardo. Osiowe kanaly wenty¬ lacyjne 11 zapewniaja intensywne odprowadzanie ciepla wydzialajacego sie w uzwojeniu wzbudza¬ jacym 4. Jesli chodzi o chlodzenie to na skutek faktu, ze uzwojenie to sklada sie z szeregu cewek umieszczonych o oddzielnych zlobkach 2 jest ono bardziej skuteczne niz chlodzenie miedzi w cew- 5 kach skupionych maszyn z wydatnymi biegunami.Poniewaz wirnik 1 nie posiada charakterystycz¬ nych dla maszyn z wystajacymi biegunami luk miedzybiegunowych, wiec zespól skladajacy sie z klatki rozruchowo-tlumiacej 5 i uzwojenia wzbu- io dzajacego 4, cechuje wyzszy stopien symetrii stru¬ mieni magnetycznych w osiach poprzecznej i po¬ dluznej niz to ma miejsce w maszynach jawno- biegunowych.Wynika stad, ze przy rozruchu asynchronicznym 15 silnika synchronicznego wedlug wynalazku powinno sie znacznie obnizyc wartosc opornosci zwierajacej uzwojenie wzbudzajace 4 i polepszyc parametry rozruchu. Podobnej poprawie winny równiez ulec parametry kolysan wirnika. 20 PL