RU2263385C1

RU2263385C1 - Double-layer stator winding of double-pole induction generator

Info

Publication number: RU2263385C1
Application number: RU2004108756/09A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Богатырев (RU); Н.И. Богатырев; В.Н. Ванурин (RU); В.Н. Ванурин; О.В. Вронский (RU); О.В. Вронский; А.С. Креймер (RU); А.С. Креймер; А.В. Синицын (RU); А.В. Синицын; И.Н. Хариборько (RU); И.Н. Хариборько; Е.Д. Пушкарский (RU); Е.Д. Пушкарский
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; dual-voltage off-line power supplies built around capacitor-excited generators at constant speed of drive motor.

SUBSTANCE: proposed double-layer stator winding has 12 coil groups; novelty is that finishing lead of coil group 1 is connected to that of coil group 8, starting lead of coil group 7, to that of coil group 2, finishing lead of coil group 5, to that of coil group 12, starting lead of coil group 11, to that of coil group 6, finishing lead of coil group 9, to that of coil group 4, starting lead of coil group 3, to that of coil group 10; phase leads are brought out from interconnected starting lead of coil group 1 and finishing lead of coil group 6, from interconnected starting lead of coil group 5 and finishing lead of coil group 10, from interconnected starting lead of coil group 9 and finishing lead of coil group 2, from interconnected starting lead of coil group 4 and finishing lead of coil group 3, from interconnected starting lead of coil group 8 and finishing lead of coil group 7, from interconnected starting lead of coil group 12 and finishing lead of coil group 11; field capacitors are connected to respective winding leads in compliance with generator output voltage.

EFFECT: enlarged functional capabilities of generator affording two voltages at constant speed of drive motor.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автономных источников электроэнергии на два напряжения.The invention relates to electrical engineering and can be used to create autonomous sources of electricity for two voltages.

Известны двухслойные обмотки асинхронных машин, состоящие из равномерно распределенных по фазам катушечных групп (Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э.Кравчик, М.М.Шлафт, Е.А.Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982).Two-layer windings of asynchronous machines are known, consisting of coil groups evenly distributed over phases (Series 4A asynchronous motors: Reference book / A.E. Kravchik, M.M. Schlaft, E.A. Sobolenskaya. - M .: Energoizdat, 1982).

Недостаток известных обмоток в том, что в режиме асинхронного генератора с фиксированной частотой вращения приводного двигателя они создают напряжение одной величины.A disadvantage of the known windings is that in the mode of an asynchronous generator with a fixed rotational speed of the drive motor, they create a voltage of the same magnitude.

Известна двухслойная двухполюсная статорная обмотка из 6 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 4 катушечной группы, конец 3 катушечной группы соединен с концом 6 катушечной группы, конец 5 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, с выводами от начал всех катушечных групп (Ванурин В.Н. Электрические машины. - Москва: Колос, 1995, с.92; Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001, с.46).Known two-layer bipolar stator winding of 6 coil groups, with the end of 1 coil group connected to the end 4 of the coil group, the end 3 of the coil group connected to the end 6 of the coil group, the end of 5 coil group connected to the end 8 of the coil group, with conclusions from the beginnings of all coil groups (Vanurin VN Electric machines. - Moscow: Kolos, 1995, p. 92; Vanurin VN Stator windings of asynchronous electric motors. - Zernograd: VNIPTIMESKH, 2001, p. 46).

Недостаток известной обмотки заключается в том, что в асинхронных генераторах (АГ) автономных источников электроэнергии с фиксированной частотой вращения приводного двигателя она создает напряжение одной величины.A disadvantage of the known winding is that in asynchronous generators (AG) of autonomous sources of electricity with a fixed speed of the drive motor, it creates a voltage of one magnitude.

Техническим решением изобретения является расширение функциональных возможностей обмотки - получение двух напряжений асинхронного генератора при постоянной частоте вращения приводного двигателя.The technical solution of the invention is to expand the functionality of the winding - obtaining two voltages of the asynchronous generator at a constant speed of the drive motor.

Решение указанной задачи достигается тем, что двухслойная статорная обмотка двухполюсного асинхронного генератора (АГ) состоит из 12 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения подключены в соответствии с требуемым режимом выходного напряжения генератора к соответствующим выводам обмотки.The solution to this problem is achieved by the fact that the two-layer stator winding of a bipolar asynchronous generator (AG) consists of 12 coil groups, while the end of 1 coil group is connected to the end 8 of the coil group, beginning 7 with beginning 2, end 5 with end 12, beginning 11 s beginning 6, end 9 with end 4, beginning 3 with beginning 10, the conclusions are taken from the combined beginning of 1 and the end of 6 coil groups, from the combined beginning of 5 and the end of 10 coil groups, from the combined beginning of 9 and the end of 2 coil groups, from the combined beginning 4 and the end of 3 reel groups, from the volume the start of 8 and the end of 7 coil groups, from the combined beginning of 12 and the end of 11 coil groups, and the field capacitors are connected in accordance with the required output voltage mode of the generator to the corresponding terminals of the winding.

Новизна заявленного технического решения обусловлена тем, что для расширения функциональных возможностей обмотки и получения двух выходных напряжений АГ, обмотка состоит из 12 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп, а конденсаторы возбуждения подключены в соответствии с требуемым режимом выходного напряжения генератора к соответствующим выводам обмотки.The novelty of the claimed technical solution is due to the fact that to expand the functionality of the winding and obtain two output voltages of the AG, the winding consists of 12 coil groups, while the end of 1 coil group is connected to the end 8 of the coil group, beginning 7 with the beginning 2, end 5 with the end 12, beginning 11 with the beginning of 6, end 9 with the end of 4, beginning 3 with the beginning of 10, the conclusions are taken from the combined beginning of 1 and the end of 6 reel groups, from the combined beginning of 5 and the end of 10 reel groups, from the combined beginning of 9 and the end of 2 reel groups from united x 4 beginning and end of the reel 3 groups of 8 pooled beginning and end of the coil 7 groups, from the beginning of the combined 12 and the end 11 of the coil groups, and the excitation capacitors connected in accordance with the required output voltage of the generator mode to respective terminals of the winding.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод, о соответствии решения уровню изобретения.According to the scientific, technical and patent literature, the authors do not know the claimed combination of features aimed at achieving the task, and this solution does not follow clearly from the prior art, which allows us to conclude that the solution corresponds to the level of the invention.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо. Опытный образец АГ изготовлен и испытан в лаборатории кафедры ЭМ и ЭП КубГАУ.The proposed solution is industrially applicable. A prototype AG is made and tested in the laboratory of the Department of EM and EP of KubSAU.

На фиг.1 приведена схема обмотки при 36 пазах статора; на фиг.2 - схема подключения конденсаторов возбуждения; на фиг.3 - векторная диаграмма напряжений.Figure 1 shows a diagram of the winding at 36 grooves of the stator; figure 2 - connection diagram of the excitation capacitors; figure 3 is a vector diagram of stresses.

Согласно фиг.1 двухслойная статорная обмотка двухполюсного АГ состоит из 12 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 8 катушечной группы, начало 7 с началом 2, конец 5 с концом 12, начало 11 с началом 6, конец 9 с концом с концом 4, начало 3 с началом 10, выводы высшего напряжения 14, 16, 18 взяты от объединенных начала 1 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 10 катушечных групп, от объединенных начала 9 и конца 2 катушечных групп, выводы 13, 15, 17 низшего напряжения взяты от объединенных начала 4 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 8 и конца 7 катушечных групп, от объединенных начала 12 и конца 11 катушечных групп.According to figure 1, the two-layer stator winding of a bipolar AG consists of 12 coil groups, while the end of 1 coil group is connected to the end 8 of the coil group, beginning 7 with beginning 2, end 5 with end 12, beginning 11 with beginning 6, end 9 with end with the end 4, beginning 3 with the beginning 10, the conclusions of the highest voltage 14, 16, 18 are taken from the combined beginning of 1 and the end of 6 coil groups, from the combined beginning of 5 and the end of 10 coil groups, from the combined beginning of 9 and the end of 2 coil groups, conclusions 13, 15, 17 of the lower voltage are taken from the combined beginning 4 and end 3 of the reel groups from the combined start and the end 8 of coil 7 groups, from the beginning of joint 12 and the end 11 of the coil groups.

Согласно фиг.2 конденсаторы возбуждения 19, 20, 21 подключены к выводам обмотки высшего напряжения 14, 16, 18.According to figure 2, the field capacitors 19, 20, 21 are connected to the terminals of the high voltage winding 14, 16, 18.

Согласно фиг.3 соотношение суммы векторов катушек между выводами, обмотки 14 и 18 и выводами 17 и 15 определяет соотношение напряжений между указанными выводами, равное 1,712/1.According to figure 3, the ratio of the sum of the vectors of the coils between the terminals, windings 14 and 18 and the terminals 17 and 15 determines the voltage ratio between these terminals, equal to 1.712 / 1.

Двухслойная статорная обмотка двухполюсного АГ работает следующим образом. При вращении ротора АГ за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения происходит процесс самовозбуждения. На всех выводах появляется напряжение. К выводам 14, 16, 18 можно подключать нагрузку, например, на 400 В, а к выводам 13, 15, 17 - нагрузку с напряжением 230 В.A two-layer stator winding of a bipolar AG works as follows. When the AG rotor rotates due to residual magnetization and excitation capacitors, the process of self-excitation occurs. Voltage appears on all pins. To the terminals 14, 16, 18, you can connect a load, for example, 400 V, and to the terminals 13, 15, 17 - a load with a voltage of 230 V.

Таким образом, предлагаемая двухполюсная статорная обмотка асинхронного генератора позволяет изготовить источник питания на два напряжения, например, на 400 В и 230 В.Thus, the proposed bipolar stator winding of an asynchronous generator allows you to make a power source for two voltages, for example, 400 V and 230 V.

Claims

A two-layer stator winding of a bipolar asynchronous generator, characterized in that it consists of 12 coil groups, with the end of 1 coil group connected to the end 8 of the coil group, beginning 7 with beginning 2, end 5 with end 12, beginning 11 with beginning 6, end 9 with the end 4, beginning 3 with the beginning 10, the conclusions are taken from the combined beginning of 1 and the end of 6 coil groups, from the combined beginning of 5 and the end of 10 coil groups, from the combined beginning of 9 and the end of 2 coil groups, from the combined beginning of 4 and the end of 3 coil groups, from united beginning 8 and end 7 to tushechnyh groups combined from the start 12 and end 11 of coil groups and the excitation capacitors connected in accordance with the required output voltage of the generator mode to respective terminals of the winding.