RU2474U1

RU2474U1 - ASYNCHRONOUS GENERATOR

Info

Publication number: RU2474U1
Application number: RU94039312/20U
Authority: RU
Inventors: И.И. Алиев; В.Я. Беспалов; Ю.Б. Клоков
Original assignee: Московский энергетический институт (Технический университет)
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-07-16

Abstract

1. Асинхронный генератор, содержащий цилиндрический ротор и расположенный через воздушный зазор статор, выполненные в виде зубчатых магнитопроводов с расположенными в пазах обмотками, и конденсатор возбуждения, отличающийся тем, что генератор снабжен постоянными магнитами в форме параллелепипеда, расположенными в магнитной цепи генератора.2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты установлены заподлицо в зубцах магнитопровода ротора.3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты установлены заподлицо в зубцах магнитопровода статора.4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты расположены на торцах магнитопровода статора.1. An asynchronous generator containing a cylindrical rotor and a stator located through the air gap, made in the form of gear magnetic circuits with windings located in the grooves, and an excitation capacitor, characterized in that the generator is equipped with parallelepiped-shaped permanent magnets located in the generator magnetic circuit. The generator according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are mounted flush in the teeth of the rotor magnetic circuit. The generator according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are mounted flush in the teeth of the stator magnetic circuit. The generator according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are located at the ends of the stator magnetic circuit.

Description

Полезная модель относится к области электромеханики и предназначена для использования в виде генератора в передвижных электроустановках, ветряных и гидравлических микроэлектростанциях.The utility model relates to the field of electromechanics and is intended for use in the form of a generator in mobile electrical installations, wind and hydraulic microelectric power plants.

Известны синхронные генераторы ГОМ 11. Для обеспечения самовозбуждения генератора в центральное прямоугольное отверстие сердечника ротора запрессован постоянный магнит.Known synchronous generators GOM 11. In order to ensure self-excitation of the generator, a permanent magnet is pressed into the central rectangular hole of the rotor core.

В процессе разгона генератора до номинальной частоты вращения магнитный поток постоянного магнита, находящегося внутри сердечника ротора, наводит ЭДС в дополнительной обмотке. ЭДС через выпрямитель подается в обмотку возбуждения, расположенную на роторе генератора. Возникающий при этом ток возбуждения вызывает увеличение ЗДС и выходного напряжения генератора.In the process of accelerating the generator to the nominal speed, the magnetic flux of a permanent magnet inside the rotor core induces an EMF in the additional winding. EMF through the rectifier is fed into the field winding located on the rotor of the generator. The resulting excitation current causes an increase in the ZDS and the output voltage of the generator.

Недостатком этих генераторов является низкая надежность обусловленная наличием скользящих контактов (щетки - контактные кольца).The disadvantage of these generators is the low reliability due to the presence of sliding contacts (brushes - slip rings).

Наиболее близким техническим решением является асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором 21. Б асинхронном генераторе сердечники статора и ротора шихтованные, набраны из листов электротехнической стали. Сердечник статора закреплен в корпусе, а сердечник ротора - на валу. Вал ротора вращается в подшипниках, которые помещены в подшипниковых щитах, прикрепленных к корпусу. На внутреннейThe closest technical solution is an asynchronous generator with a squirrel-cage rotor 21. In an asynchronous generator, the cores of the stator and rotor are lined, composed of sheets of electrical steel. The stator core is fixed in the housing, and the rotor core is mounted on the shaft. The rotor shaft rotates in bearings, which are placed in bearing shields attached to the housing. On the inside

цилиндрической поверхности статора и на внешней цилиндрической поверхности ротора имеются пазы. Обмотка статора трехфазная, распределенная размещена в пазах статора. Обмотка ротора короткозамкнутая в виде беличьей клетки, стержни обмотки размещены в пазах ротора.there are grooves on the cylindrical surface of the stator and on the outer cylindrical surface of the rotor. The stator winding is three-phase, distributed, placed in the grooves of the stator. The rotor winding is short-circuited in the form of a squirrel cage, the winding rods are placed in the grooves of the rotor.

В качестве источника реактивной мощности, необходимой для возбуждения асинхронного генератора работающего на автономную нагрузку, используются конденсаторы, подключенные к выводам обмотки статора.As a source of reactive power necessary to excite an asynchronous generator operating on an autonomous load, capacitors are used connected to the terminals of the stator winding.

Недостатком такого устройства является ненадезвная работа, обусловленная зависимостью возникновения процесса самовозбуждения от величины поля остаточного магнетизма, которая в свою очередь имеет случайный характер. Кроме этого, процесс самовозбуждения возникает только если емкость конденсаторов превышает некоторое критическое значение, определяемое параметрами генератора.The disadvantage of this device is non-profit work, due to the dependence of the occurrence of the process of self-excitation on the magnitude of the field of residual magnetism, which in turn has a random character. In addition, the process of self-excitation occurs only if the capacitance of the capacitors exceeds a certain critical value determined by the parameters of the generator.

Технической задачей изобретения является обеспечение гарантированного самовозбуждения асинхронного генератора на холостом ходу и под нагрузкой.An object of the invention is the provision of guaranteed self-excitation of an asynchronous generator at idle and under load.

Поставленная задача достигается тем, что асинхронный генератор, содержащий зубчатые ротор с магнитопроводом и статор с обмоткой, конденсатор возбуждения, снабжен постоянными магнитами в форме параллелепипеда, расположенными в его магнитной цепи.The task is achieved in that the asynchronous generator containing a gear rotor with a magnetic circuit and a stator with a winding, an excitation capacitor, is equipped with permanent magnets in the form of a parallelepiped located in its magnetic circuit.

Кроме того, постоянные магниты расположены в зубцах ротора, так, что верхняя грань магнита совпадает с внешней поверхностью магнитопровода ротора. ЧIn addition, permanent magnets are located in the teeth of the rotor, so that the upper face of the magnet coincides with the outer surface of the rotor magnetic circuit. H

- Ч Постоянные магниты расположены в зубцах статора так, что верхняя грань магнита совпадает с внутренней поверхностью статора, обращенной к воздушному зазору генератора.- H Permanent magnets are located in the teeth of the stator so that the upper face of the magnet coincides with the inner surface of the stator, facing the air gap of the generator.

Постоянные магниты расположены на торцах сердечника статора.Permanent magnets are located at the ends of the stator core.

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1. изображена конструкция асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением с постоянными магнитами расположенными в зубцах ротора. На фиг. 2. изображен поперечный разрез асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением с постоянными магнитами расположенными на зубцах ротора. На фиг. 3. изображена конструкция асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением с постоянными магнитами расположенными на зубцах статора. На фиг. 4. показан поперечный разрез асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением с постоянными магнитами расположенными на зубцах статора. На фиг. 5. показана конструкция асинхронного генератора с гарантированным самовозбуждением с постоянными магнитами расположенными на торцах статора. На фиг. 6 приведена электрическая схема соединения асинхронного генератора и автономной нагрузки.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1. shows the design of an asynchronous generator with guaranteed self-excitation with permanent magnets located in the teeth of the rotor. In FIG. 2. shows a cross section of an asynchronous generator with guaranteed self-excitation with permanent magnets located on the teeth of the rotor. In FIG. 3. shows the design of an asynchronous generator with guaranteed self-excitation with permanent magnets located on the stator teeth. In FIG. 4. shows a cross-section of an asynchronous generator with guaranteed self-excitation with permanent magnets located on the stator teeth. In FIG. 5. shows the design of an asynchronous generator with guaranteed self-excitation with permanent magnets located at the ends of the stator. In FIG. Figure 6 shows the electrical connection diagram of an asynchronous generator and an autonomous load.

Асинхронный генератор с гарантированным самовозбуждением содержит постоянные магниты 1, имеющие форму параллелепипеда вмонтированные в зубцы 2 ротора 3 таким образом, что верхняя грань постоянного магнита 1 совпадает с внешней поверхностью зубца 2 ротора 3, обращенной к воздушному зазору 4 генератора. Между магнитами 1 и зубцами 2 ротора 3 возможна установка токопроводящей прокладки 5 из медной, аллюминиевой или латуннойThe guaranteed self-excitation asynchronous generator contains permanent magnets 1 having a parallelepiped shape mounted in the teeth 2 of the rotor 3 so that the upper face of the permanent magnet 1 coincides with the outer surface of the tooth 2 of the rotor 3 facing the generator’s air gap 4. Between the magnets 1 and the teeth 2 of the rotor 3 it is possible to install a conductive strip 5 made of copper, aluminum or brass

фольги.foil.

Постоянные магниты 1, имеющие форму параллелепипеда, могут быть помещены в зубцы 6 статора 7 таким образом, что верхняя грань постоянного м агнита 1 совпадает с внутренней поверхностью зубца 6 статора 7. обращенной к воздушному зазору 4 генератора.The permanent magnets 1 having the shape of a parallelepiped can be placed in the teeth 6 of the stator 7 so that the upper face of the permanent magnet 1 coincides with the inner surface of the tooth 6 of the stator 7. facing the air gap 4 of the generator.

Также постоянные магниты 1 могут быть помещены на торцы 8 статора 7 , причем щирина магнита при этом не превышает минимальной ширины зубца 6 статора 7,Трехфазная распределенная обмотка Э статора 7 расположена в пазах 10 магнитопровода 11 статора 7. К выводам 12 обмотки 9 статора 7 параллельно подключены конденсаторы возбуждения 13 и автономная нагрузка 14. Обмотка 15 ротора 3 короткозамкнутая в виде беличьей клетки размещена в пазах 16 магнитопровода 17 ротора 3.Permanent magnets 1 can also be placed on the ends 8 of the stator 7, and the width of the magnet does not exceed the minimum width of the tooth 6 of the stator 7, Three-phase distributed winding E of the stator 7 is located in the grooves 10 of the magnetic circuit 11 of the stator 7. To the conclusions 12 of the winding 9 of the stator 7 in parallel excitation capacitors 13 and an autonomous load 14 are connected. The winding 15 of the rotor 3 short-circuited in the form of a squirrel cage is placed in the grooves 16 of the magnetic circuit 17 of the rotor 3.

Асинхронный генератор работает следующим образом. При расположении постоянных магнитов на зубцах ротора, магнитный поток постоянных магнитов 1 имеющих форму параллелепипеда расположеных на зубцах 2 ротора 3 пересекает воздушный зазор 4 генератора и замыкается через магнитопровод И статора 7. При приведении ротора 3 генератора во вращение, обмотка 9 статора 7 оказывается в переменном магнитном поле, создаваемом вращающимися вместе с ротором 3 постоянными магнитами 1. Под действием переменного магнитного поля в обмотке 9 статора 7 наводится ЭДС, под действием которой по обмотке 9 статора 7 через конденсаторы возбуждения 13, подключенные к выводам 12 обмотки 9 статора 7, и автономную нагрузку 14 (при ее наличии) начинает протекать ток возбуждения, что приводит к гарантированномуAsynchronous generator operates as follows. When the permanent magnets are located on the teeth of the rotor, the magnetic flux of permanent magnets 1 having a parallelepiped shape located on the teeth 2 of the rotor 3 crosses the air gap 4 of the generator and closes through the magnetic circuit And the stator 7. When the rotor 3 of the generator is rotated, the winding 9 of the stator 7 turns out to be variable the magnetic field created by the permanent magnets rotating together with the rotor 3 1. Under the influence of an alternating magnetic field, an EMF is induced in the winding 9 of the stator 7, under the influence of which the stator 7 through the winding 9 h excitation capacitors 13 connected to the terminals 12 of the winding 9 of the stator 7, and an autonomous load 14 (if any) the excitation current begins to flow, which leads to guaranteed

- -y/f7j9 /e самовозбуждению генератора.- -y / f7j9 / e self-excitation of the generator.

При расположении постоянных магнитов на зубцах или на торцах статора, магнитный поток постоянных магнитов 1 имеющих форму параллелепипеда расположеных на зубцах 6 или на торцах 8 статора 7 пересекает воздушный зазор 4 генератора и замыкается через магнитопровод 17 ротора 3. При приведении ротора 3 генератора во вращение, обмотка 15 ротора 3 вращается вместе с ротором 3 в магнитном поле, создаваемом расположенными на статоре 7 постоянными магнитами 1. Под действием магнитного поля во вращающейся обмотке 15 ротора 3 наводится ЗДС, под действием которой по короткозамкнутой обмотке 15 ротора 3 протекает ток, создающий магнитный поток ротора 3. Магнитный поток ротора 3, вращающийся вместе с ротором 3 наводит ЗДС в обмотке 9 статора 7, под действием которой по обмотке 9 статора 7 через конденсаторы возбуждения 13, подключенные к выводам 12 обмотки 9 статора 7, и автономную нагрузку 14 (при ее наличии) начинает протекать ток возбуждения, что приводит к гарантированному самовозбуждению генератора.When the permanent magnets are located on the teeth or on the ends of the stator, the magnetic flux of permanent magnets 1 having a parallelepiped shape located on the teeth 6 or on the ends 8 of the stator 7 crosses the air gap 4 of the generator and closes through the magnetic circuit 17 of the rotor 3. When the rotor 3 of the generator is brought into rotation, the winding 15 of the rotor 3 rotates together with the rotor 3 in a magnetic field created by permanent magnets located on the stator 7 1. Under the influence of a magnetic field in the rotating winding 15 of the rotor 3, an ZDS is induced, under the action of a cat A swarm along the short-circuited winding 15 of the rotor 3, a current flows, creating a magnetic flux of the rotor 3. The magnetic flux of the rotor 3, rotating together with the rotor 3, induces an ZDS in the winding 9 of the stator 7, through which the winding 9 of the stator 7 through excitation capacitors 13 connected to the terminals 12 of the winding 9 of the stator 7, and the autonomous load 14 (if any) starts to flow the excitation current, which leads to guaranteed self-excitation of the generator.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания к заявке:Sources of information taken into account when drawing up the description of the application:

1.Установки генераторные УГ-4-Т/230; УГ-4-0/230; УГ-8-Т/230; УГ-8-Т/400; УГ-16-Т/230: УГ-16-Т/400. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 6БЙ.020.003 ТО. стр. 12 - 14.1. Generator sets УГ-4-Т / 230; UG-4-0 / 230; UG-8-T / 230; UG-8-T / 400; UG-16-T / 230: UG-16-T / 400. Technical description and operating instructions 6БЫ.020.003 ТО. pg. 12 - 14.

2.Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических мащин переменного тока.-М.: Высшая школа 1982. стр. /:55-/ - {прототип)2.Balagurov V.A. Design of special electrical AC machines.-M.: Higher school 1982. p. /: 55- / - {prototype)

./. ./.

- Si Формула- Si Formula

Claims

1. An asynchronous generator containing a cylindrical rotor and a stator located through the air gap, made in the form of gear magnetic circuits with windings located in the slots, and an excitation capacitor, characterized in that the generator is equipped with parallelepiped-shaped permanent magnets located in the generator magnetic circuit.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are mounted flush in the teeth of the rotor magnetic circuit.

3. The generator according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are mounted flush in the teeth of the stator magnetic circuit.

4. The generator according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are located at the ends of the stator magnetic circuit.