RU2313889C1 - Асинхронно-синхронный двухчастотный генератор - Google Patents
Асинхронно-синхронный двухчастотный генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313889C1 RU2313889C1 RU2006126910/09A RU2006126910A RU2313889C1 RU 2313889 C1 RU2313889 C1 RU 2313889C1 RU 2006126910/09 A RU2006126910/09 A RU 2006126910/09A RU 2006126910 A RU2006126910 A RU 2006126910A RU 2313889 C1 RU2313889 C1 RU 2313889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pole pairs
- winding
- frequency
- synchronous
- generator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автономных электроустановках. Техническим результатом является упрощение источника электроэнергии и снижение потерь энергии. Асинхронно-синхронная двухчастотная электрическая машина с двумя совмещенными в общем сердечнике статора трехфазными обмотками с числами пар полюсов p1 и р2 и совмещенными на роторе трехфазной короткозамкнутой обмоткой с числом пар полюсов p1 и обмоткой возбуждения с числом пар полюсов р2, присоединяемой к источнику тока возбуждения через контактные кольца и щетки, имеет двигатель как источник механической мощности, приводящий во вращение вал машины, и дополнительный трехфазный конденсатор возбуждения, присоединенный параллельно обмотке статора с числом пар полюсов p1. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электрическим машинам (электромеханике), а более конкретно к автономным генераторам переменного тока.
Современная промышленность выпускает электрифицированный инструмент и электроприборы на различную частоту тока. На фермерских подворьях, удаленных пастбищах и в других условиях одновременно могут быть востребованы электроинструменты и приборы на частоту 50 и 200 Гц. Типовым решением задачи электрификации в таких условиях является применение электрического генератора на частоту тока 50 Гц и преобразователя частоты с 50 на 200 Гц. При этом известны другие варианты решения задачи.
Известен двухчастотный генератор [а.с. 413582 (СССР), Н02k 19/06, Н02k 19/34, Н02k 19/22. Синхронный двухчастотный бесконтактный генератор. / Л.М.Паластин, Л.Б.Серебряник. Опубл. БИ 1974, №4], достоинством которого является генерирование электрической энергии одновременно в виде двух систем переменного тока различной частоты. Недостатком такого генератора является сложность конструкции, вызванная совмещением в одном корпусе двух электрических машин нетрадиционной конструкции с двумя различными числами полюсов, и невозможность использования при изготовлении такого генератора наиболее распространенных, недорогих и надежных асинхронных короткозамкнутых машин.
В качестве генераторов трехфазного тока в автономных электроустановках малой мощности находят применение асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением (Радин В.И., Винокуров В.А, Аскерко B.C. Применение асинхронных генераторов как автономных источников переменного тока. - Электротехника, 1967, №8, с.17-20). Их недостатком является генерирование электроэнергии только одной частоты и нестабильное напряжение генератора при изменяющейся нагрузке. При необходимости изменения частоты тока необходимо изменить число полюсов трехфазной обмотки генератора или частоту вращения генератора; но и при изменившейся частоте тока генератор производит электроэнергию только одной частоты тока. При необходимости одновременного питания электроинструментов разных частот тока требуются дополнительные преобразователи частоты.
Наиболее близким по техническому решению к заявленному устройству является асинхронно-синхронный одномашинный преобразователь частоты, описанный в кн. (Попов В.И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. - М.: Энергия, 1980. - 176 с., с.24, рис.1-8). Преобразователь разработан и исследован в Уральском политехническом институте (техническом университете) [Павлиний В.М. Асинхронно-синхронный преобразователь частоты: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук / УПИ - Свердловск, 1959]. Этот преобразователь принят нами за прототип заявленного устройства.
Преобразователь изготовлен на базе асинхронного двигателя с фазным ротором и представляет собой совмещенные в общем магнитопроводе две машины: 2p1 - полюсный асинхронный двигатель и 2р2 - полюсный синхронный генератор, трехфазные статорные обмотки которых расположены в общих пазах сердечника статора. Ротор - фазный, традиционной конструкции, общий для двигателя и генератора. Двигатель имеет трехфазные обмотки на статоре и на роторе, а генератор - якорную обмотку на статоре и обмотку возбуждения на роторе. Между разнополюсными обмотками взаимная индуктивная связь отсутствует. При подключении обмотки статора к трехфазному источнику частоты f1 в якорной обмотке наводится ЭДС частоты f2=p1f1(1-s)/p2, где s - скольжение двигателя.
Совмещение в общем магнитопроводе взаимно неиндуктивных обмоток широко известно и является предметом специального раздела электромеханики «Совмещенные электрические машины». В указанном литературном источнике (кн. Попова В.И., с.24) содержатся сведения о номинальных данных образца асинхронно-синхронного одномашинного преобразователя частоты с частотами f1=50 Гц (p1=1) и f2=200 Гц (p2=4), синхронной частотой вращения 3000 об/мин, выполненного на базе серийного двигателя типа МР-53-4.
Достоинством машины является то, что в ней применяются токи двух разных частот f1 и f2, соотносящихся как f1:f2=p1:p2, к электрическим цепям этой машины могут быть подключены соответствующие электроприемники.
Недостатками машины являются:
- преобразователь частоты нуждается в источнике электроэнергии первичной частоты (50 Гц), что в автономных электроустановках требует применения соответствующего генератора. Наличие такого генератора усложняет электроустановку;
- преобразование энергии осуществляется при низком КПД, поскольку предполагает многократное преобразование: из механической в электрическую в первичном генераторе; из электрической в механическую в двигателе преобразователя частоты; из механической в электрическую в генераторе преобразователя частоты.
Технической задачей является упрощение источника электроэнергии в автономных электроустановках с двумя частотами тока и снижение потерь энергии в таком источнике.
Решение задачи достигается тем, что асинхронно-синхронная двухчастотная электрическая машина с двумя совмещенными в общем сердечнике статора трехфазными обмотками с числами пар полюсов p1 и р2, в которых наводятся ЭДС частотой f1 и f2 соответственно, имеющими клеммы для присоединения внешних электрических цепей, включая электроприемники, и совмещенными на роторе трехфазной закороченной обмоткой с числом пар полюсов p1 и обмоткой возбуждения с числом пар полюсов р2, присоединяемой к источнику тока возбуждения через контактные кольца и щетки, имеет двигатель как источник механической мощности, приводящий во вращение вал машины, и дополнительный трехфазный конденсатор возбуждения, подключенный параллельно статорной обмотке с числом пар полюсов p1.
Техническая новизна предложенной электрической машины заключается в изменении цикла преобразования энергии в электроустановке при сокращении числа ступеней преобразований энергии. В машине осуществляется процесс преобразования механической энергии в электрическую с двумя частотами. При этом в сравнении с прототипом электроустановка упрощается за счет исключения отдельного генератора на первичную частоту тока; при этом возрастает КПД преобразования энергии.
Сущность предложенного генератора поясняется чертежом.
На статоре 1 генератора в общих пазах расположены обмотки 2 с числом пар полюсов p1 и 3 с числом пар полюсов p2, подключенные к выходным клеммам 4 и 5, к которым подключаются электроприемники (не показаны). На роторе 6 размещены трехфазная закороченная обмотка 7 с числом пар полюсов p1 и обмотка возбуждения 8 с числом пар полюсов р2, присоединенная к контактным кольцам 9, напряжение на эту обмотку подается через трущиеся щетки 10. Ротор 6 приводится во вращение первичным двигателем 11, валы первичного двигателя 11 и генератора соединены муфтой 12. Первичный двигатель 11 является источником механической мощности; им может быть двигатель внутреннего сгорания, ветроколесо, гидротурбина и другие известные источники механической мощности. Параллельно обмотке 2 подключен трехфазный конденсатор 13 самовозбуждения машины на частоте f1.
При вращении ротора генератора 6 первичным двигателем 11 и подаче тока возбуждения в обмотку 8 в обмотке статора 3 под действием поля возбуждения, наводимого обмоткой ротора 8, наводится ЭДС частотой f2. В обмотке статора 2 наводится малая ЭДС под действием остаточного поля ротора с числом пар полюсов p1. Далее происходит процесс конденсаторного самовозбуждения при участии конденсатора 13, аналогичный самовозбуждению обычного асинхронного генератора, и в обмотке 2 наводится ЭДС частотой f1. Частота ЭДС в обмотках 2 и 3 определяется их числами пар полюсов этих обмоток p1 и р2 [f1=p1n(1-s), где n [c-1] - частота вращения ротора; f2=p2n]. Вследствие того, что ротор совмещенных машин общий, а числа пар полюсов p1 и р2 обмоток 2 и 3 различны, различна и частота в этих обмотках.
Упрощение источника электроэнергии автономной электроустановки и увеличение КПД позволяет улучшить эксплуатационные характеристики, в частности сократить расход топлива, расходы на обслуживание, повысить надежность, что позволяет расширить область применения таких установок в различных областях деятельности, включая сельскохозяйственное производство.
Claims (1)
- Асинхронно-синхронная двухчастотная электрическая машина с двумя совмещенными в общем сердечнике статора трехфазными обмотками с числами пар полюсов p1 и p2, в которых наводятся ЭДС частотой f1 и f2 соответственно, имеющие клеммы для присоединения внешних электрических цепей, включая электроприемники, и совмещенными на роторе трехфазной короткозамкнутой обмоткой с числом пар полюсов p1 и обмоткой возбуждения с числом пар полюсов p2, присоединяемой к источнику тока возбуждения через контактные кольца и щетки, отличающаяся тем, что имеет двигатель как источник механической мощности, приводящий во вращение вал машины, и дополнительный трехфазный конденсатор возбуждения, присоединенный параллельно обмотке с числом пар полюсов p1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006126910/09A RU2313889C1 (ru) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Асинхронно-синхронный двухчастотный генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006126910/09A RU2313889C1 (ru) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Асинхронно-синхронный двухчастотный генератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2313889C1 true RU2313889C1 (ru) | 2007-12-27 |
Family
ID=39019093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006126910/09A RU2313889C1 (ru) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Асинхронно-синхронный двухчастотный генератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313889C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624772C2 (ru) * | 2015-11-30 | 2017-07-06 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство турбогенератора трехфазных токов двух различных частот |
RU2636053C2 (ru) * | 2015-08-04 | 2017-11-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ генерации переменных напряжений двух различных частот в турбогенераторе трехфазного тока |
-
2006
- 2006-07-24 RU RU2006126910/09A patent/RU2313889C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636053C2 (ru) * | 2015-08-04 | 2017-11-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ генерации переменных напряжений двух различных частот в турбогенераторе трехфазного тока |
RU2624772C2 (ru) * | 2015-11-30 | 2017-07-06 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство турбогенератора трехфазных токов двух различных частот |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8461730B2 (en) | Radial flux permanent magnet alternator with dielectric stator block | |
US20110018383A1 (en) | Permanent-magnet switched-flux machine | |
AU2007203128A1 (en) | Internal energy generating power source | |
US20160049838A1 (en) | Synchronous machine | |
JP2013102672A (ja) | 電磁装置 | |
RU2313889C1 (ru) | Асинхронно-синхронный двухчастотный генератор | |
CN101615829B (zh) | 一种无定子双转子逆向旋转发电机 | |
RU2313886C1 (ru) | Асинхронный двухчастотный генератор | |
RU2437201C1 (ru) | Бесконтактная электрическая машина с аксиальным возбуждением | |
KR102053719B1 (ko) | 복합 발전기 | |
EP3032716B1 (en) | Dual-output generators | |
RU2392723C1 (ru) | Бесконтактная редукторная магнитоэлектрическая машина с полюсным зубчатым индуктором | |
RU2498483C2 (ru) | Автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой | |
RU2416858C1 (ru) | Электрическая редукторная машина с явнополюсным якорем | |
KR101392949B1 (ko) | 복합 발전기능을 갖는 전동기 | |
RU2436221C1 (ru) | Бесконтактная магнитоэлектрическая машина с аксиальным возбуждением | |
RU2610432C1 (ru) | Трёхфазный асинхронный электрический двигатель | |
RU2624772C2 (ru) | Устройство турбогенератора трехфазных токов двух различных частот | |
RU2437198C1 (ru) | Электрическая редукторная машина с аксиальным возбуждением | |
RU2453971C1 (ru) | Каскадный синхронно-асинхронный генератор | |
RU2407134C2 (ru) | Бесконтактная редукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением | |
JP3177118U (ja) | 偶数台連結回転子を有する単相交流発電機 | |
RU2636053C2 (ru) | Способ генерации переменных напряжений двух различных частот в турбогенераторе трехфазного тока | |
CN101515744A (zh) | 交流同步发电机 | |
RU2497264C1 (ru) | Синхронный реактивный двигатель с электромагнитной редукцией |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080725 |