RU2479097C2 - Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой - Google Patents
Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479097C2 RU2479097C2 RU2011130617/07A RU2011130617A RU2479097C2 RU 2479097 C2 RU2479097 C2 RU 2479097C2 RU 2011130617/07 A RU2011130617/07 A RU 2011130617/07A RU 2011130617 A RU2011130617 A RU 2011130617A RU 2479097 C2 RU2479097 C2 RU 2479097C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil groups
- combined
- capacitors
- taken
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronous Machinery (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение энергоэффективности асинхронного генератора В автономном асинхронном генераторе четырехполюсная статорня обмотка составлена из 12 катушечных групп (1-12) и конденсаторов возбуждения. Обмотка асинхронного генератора в каждой фазе образована из катушечных групп (1, 3, 5, 7, 9, 11) в виде первой двухлучевой «звезды» с выводами (13, 14, 15, 19), к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и второй двухлучевой «звезды» с выводами (13, 16, 17, 18), которые образованы соединением катушечных групп (2, 4, 6, 8, 10, 12). Вывод (13) взят от объединенных концов (1, 3, 5, 7, 9, 11), соединенных с началами (2, 4, 6, 8, 10, 12) катушечных групп; вывод 14 - от объединенных начал (1, 7) катушечных групп; вывод (15) - от объединенных начал (3, 9) катушечных групп; вывод (16) - от объединенных концов (4, 10) катушечных групп; вывод (17) - от объединенных концов (6, 12) катушечных групп; вывод (18) - от объединенных концов (2, 8) катушечных групп; вывод (19) - от объединенных начал (5, 11) катушечных групп, Дополнительно выводы (14, 15, 19) с одной стороны и выводы (16, 17, 18) с другой стороны соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к асинхронному генератору. 6 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании автономных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания, ветро- и/или гидродвигателей.
Автономные асинхронные генераторы (ААГ) с конденсаторным самовозбуждением имеют все конструктивные признаки, характерные для асинхронных машин. Отличительной особенность ААГ является то, что их внешняя характеристика во многом зависит от параметров статорной обмотки. Положительные качества статорной обмотки, проявляющиеся в режиме асинхронного двигателя, не всегда способствуют хорошей работе асинхронного генератора. В этой связи актуальной задачей при проектировании ААГ является разработка специальных обмоток, способствующих улучшению внешних характеристик.
Известна четырехполюсная статорная обмотка асинхронного генератора из 12 катушечных групп с выводами от объединенных начал 1 и 12 катушечных групп, от объединенных начал 4 и 5 катушечных групп, от объединенных начал 8 и 9 катушечных групп, от объединенных концов 3 и 6 катушечных групп, от объединенных концов 7 и 10 катушечных групп, от объединенных концов 11 и 2 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 7 - с концом 10, начало 10 - с концом 4, конец 5 - с началом 11, конец 11 - с концом 2, начало 2 с концом 8, конец 9 - с началом 3, конец 3 с концом 6, начало 6 - с концом 12 катушечной группы (патент RU 2252474, БИ №14, опубл. 20.05.2005).
Недостаток асинхронного генератора с известной обмоткой в том, что при включении нагрузки обмотка характеризуется высоким дифференциальным рассеянием, что снижает эксплуатационные характеристики генератора.
Известна четырехполюсная статорная обмотка асинхронного генератора из 12 катушечных групп с выводами от объединенных начала 3 и конца 4 катушечных групп, от объединенных начала 7 и конца 8 катушечных групп, от объединенных начала 11 и конца 12 катушечных групп, от объединенных начала 2 и конца 9 катушечных групп, от объединенных начала 6 и конца 1 катушечных групп, от объединенных начала 10 и конца 5 катушечных групп, при этом начало 1 катушечной группы соединено с концом 7, начало 5 - с концом 11, начало 9 - с концом 3, конец 2 с началом 8, конец 6 - с началом 12, конец 10 - с началом 4 катушечной группы (патент RU 2318287, БИ №6, 2008 - прототип).
Недостаток асинхронного генератора с известной обмотки в том, что при включении нагрузки к генератору обмотка характеризуется повышенным дифференциальным рассеянием, а для компенсации размагничивающего действия реактивных составляющих токов нагрузки требуется подключение дополнительных конденсаторов возбуждения.
Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности асинхронного генератора при работе под нагрузкой и улучшение эксплуатационных характеристик генератора за счет возможности подключения однофазной нагрузки.
Поставленная задача достигается тем, что в автономном асинхронном генераторе с четырехполюсной статорной обмоткой из 12 катушечных групп (1-12) и конденсаторов возбуждения согласно изобретению обмотка ААГ образована из катушечных групп 1, 3, 5, 7, 9, 11 в виде первой двухлучевой «звезды» с выводами 13, 14, 15, 19, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и второй двухлучевой «звезды» с выводами 13, 16, 17, 18, которые образованы соединением катушечных групп 2, 4, 6, 8, 10, 12, причем вывод 13 взят от объединенных концов 1, 3, 5, 7, 9, 11, соединенных с началами 2, 4, 6, 8, 10, 12 катушечных групп, вывод 14 взят от объединенных начал 1 и 7 катушечных групп, вывод 15 взят от объединенных начал 3 и 9 катушечных групп, вывод 16 взят от объединенных концов 4 и 10 катушечных групп, вывод 17 взят от объединенных концов 6 и 12 катушечных групп, вывод 18 взят от объединенных концов 2 и 8 катушечных групп, вывод 19 взят от объединенных начал 5 и 11 катушечных групп, дополнительно выводы 14, 15, 19 с одной стороны и выводы 16, 17, 18 с другой стороны соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к асинхронному генератору.
Новизна заявляемого технического решения достигается за счет того, что в автономном асинхронном генераторе с четырехполюсной статорной обмоткой из 12 катушечных групп (1-12) и конденсаторов возбуждения в каждой фазе согласно изобретению обмотка ААГ образована из катушечных групп 1, 3, 5, 7, 9, 11 в виде первой двухлучевой «звезды» с выводами 13, 14, 15, 19, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и второй двухлучевой «звезды» с выводами 13, 16, 17, 18, которые образованы соединением катушечных групп 2, 4, 6, 8, 10, 12, причем вывод 13 взят от объединенных концов 1, 3, 5, 7, 9, 11, соединенных с началами 2, 4, 6, 8, 10, 12 катушечных групп, вывод 14 взят от объединенных начал 1 и 7 катушечных групп, вывод 15 взят от объединенных начал 3 и 9 катушечных групп, вывод 16 взят от объединенных концов 4 и 10 катушечных групп, вывод 17 взят от объединенных концов 6 и 12 катушечных групп, вывод 18 взят от объединенных концов 2 и 8 катушечных групп, вывод 19 взят от объединенных начал 5 и 11 катушечных групп, дополнительно выводы 14, 15, 19 с одной стороны и выводы 16, 17, 18 с другой стороны соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к асинхронному генератору.
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.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку оно работоспособно, и предлагается его использование в промышленности.
На фигуре 1 приведена схема обмотки; на фигуре 2 - схема включения конденсаторов; на фигурах 3-4 - направление токов в катушках части обмотки; на фигурах 5-6 - направление токов в катушках при холостом ходе и нагрузке и диаграммы Гергеса для этих режимов работы.
Согласно фигуре 1 автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой содержит 12 катушечных групп (1…12) с выводом 13 от объединенных концов 1, 3, 5, 7, 9, 11 и начал 2, 4, 6, 8, 10, 12 катушечных групп, с выводом 14 от объединенных начал 1 и 7 катушечных групп, с выводом 15 от объединенных начал 3 и 9 катушечных групп, с выводом 16 от объединенных концов 4 и 10 катушечных групп, с выводом 17 от объединенных концов 6 и 12 катушечных групп, с выводом 18 от объединенных концов 2 и 8 катушечных групп, с выводом 19 от объединенных начал 5 и 11 катушечных групп.
Согласно фигуре 2 обмотка асинхронного генератора в каждой фазе образована из катушечных групп 1, 3, 5, 7, 9, 11 в виде первой двухлучевой «звезды» с выводами 13, 14, 15, 19, к которым присоединены конденсаторы возбуждения 23, 24, 25, и второй двухлучевой «звезды» с выводами 13, 16, 17, 18, которые образованы соединением катушечных групп 2, 4, 6, 8, 10, 12.
Выводы 14, 16; 15, 17; 18, 19 соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов 26-27, 28-29, 30-31, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы 20, 21, 22 для подключения нагрузки к асинхронному генератору.
Согласно фигурам 3 и 4 каждая часть обмотки характеризуется одинаковым распределением катушек диаметрального шага, что эквивалентно однослойной обмотке максимального распределения (стороны катушек фазы А обозначены квадратами, фазы В - треугольниками и фазы С - кругами). Такое распределение катушек определяет минимальное значение коэффициента дифференциального рассеяния статорной обмотки. При диаметральном шаге двухслойная обмотка эквивалентна однослойной обмотке.
Согласно фигуре 5 полярный радиус Rp основной гармоники МДС, момент инерции пазовых точек диаграммы Гергеса
и значение коэффициента дифференциального рассеяния τ∂ от тока возбуждения (обмоточный коэффициент kоб=0,9598):
Согласно фигуре 6 при симметричной нагрузке, например, с φ=30° и током нагрузки, равным току возбуждения (ток нагрузки отображен в нижнем условном ряду сторон катушек эквивалентной обмотки), радиус основной гармоники МДС при условных 72 сторонах катушек, полярный момент инерции пазовых точек диаграммы Гергеса и значение коэффициента дифференциального рассеяния от токов возбуждения и нагрузки (обмоточный коэффициент для токов возбуждения и нагрузки kоб=0,4799):
Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой работает следующим образом. При вращении ротора асинхронного генератора со скоростью, выше скорости вращения магнитного поля, за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения 23, 24, 25 происходит процесс самовозбуждения асинхронного генератора.
При холостом ходе генератора через последовательно соединенные конденсаторы 26-27, 28-29, 30-31 токи не протекают, поскольку конденсаторы подключены к выводам равного потенциала. При включении трехфазной нагрузки к выводам 20, 21, 22 токи нагрузки под действием ЭДС протекают и через конденсаторы 26-27, 28-29, 30-31 в каждой фазе. Реактивная мощность конденсаторов 26-27, 28-29, 30-31 способствует компенсации размагничивающего действия реактивных составляющих токов нагрузки. При включении однофазной нагрузки, например, к выводу 13 и 20 ток нагрузки под действием ЭДС в части каждой «звезды» протекает через конденсаторы 26 и 27. И в этом случае реактивная мощность конденсаторов 26 и 27 способствует компенсации размагничивающего действия реактивной составляющей тока нагрузки в данной фазе.
Claims (1)
- Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой, состоящей из 12 катушечных групп (1-12) и конденсаторов возбуждения, отличающийся тем, что обмотка асинхронного генератора в каждой фазе образована из катушечных групп 1, 3, 5, 7, 9, 11 в виде первой двухлучевой «звезды» с выводами 13, 14, 15, 19, к которым присоединены конденсаторы возбуждения, и второй двухлучевой «звезды» с выводами 13, 16, 17, 18, которые образованы соединением катушечных групп 2, 4, 6, 8, 10, 12, причем вывод 13 взят от объединенных концов 1, 3, 5, 7, 9, 11, соединенных с началами 2, 4, 6, 8, 10, 12 катушечных групп, вывод 14 взят от объединенных начал 1 и 7 катушечных групп, вывод 15 взят от объединенных начал 3 и 9 катушечных групп, вывод 16 взят от объединенных концов 4 и 10 катушечных групп, вывод 17 взят от объединенных концов 6 и 12 катушечных групп, вывод 18 взят от объединенных концов 2 и 8 катушечных групп, вывод 19 взят от объединенных начал 5 и 11 катушечных групп, дополнительно выводы 14, 15, 19 с одной стороны и выводы 16, 17, 18 с другой стороны соединены между собой парами последовательно соединенных компенсационных конденсаторов, а общие точки соединения этих конденсаторов имеют выводы для подключения нагрузки к асинхронному генератору.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130617/07A RU2479097C2 (ru) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130617/07A RU2479097C2 (ru) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011130617A RU2011130617A (ru) | 2013-01-27 |
RU2479097C2 true RU2479097C2 (ru) | 2013-04-10 |
Family
ID=48805368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011130617/07A RU2479097C2 (ru) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479097C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640403C1 (ru) * | 2017-03-10 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Автономный асинхронный генератор с автотрансформаторной обмоткой статора |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4127787A (en) * | 1975-02-17 | 1978-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Changeable pole three phase winding |
GB2175751A (en) * | 1985-04-23 | 1986-12-03 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to pole changeable, three phase windings |
WO2002060034A2 (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Larry Stuart Pendell | Induction generator system and method |
RU2249292C1 (ru) * | 2003-09-01 | 2005-03-27 | Кубанский государственный аграрный университет | Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора |
RU2252474C1 (ru) * | 2003-11-27 | 2005-05-20 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства" (ВНИПТИМЭСХ) | Статорная обмотка четырёхполюсного асинхронного генератора |
RU2318287C1 (ru) * | 2006-10-05 | 2008-02-27 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства" (ГНУ ВНИПТИМЭСХ) | Статорная обмотка четырехполюсного асинхронного генератора |
-
2011
- 2011-07-21 RU RU2011130617/07A patent/RU2479097C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4127787A (en) * | 1975-02-17 | 1978-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Changeable pole three phase winding |
GB2175751A (en) * | 1985-04-23 | 1986-12-03 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to pole changeable, three phase windings |
WO2002060034A2 (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Larry Stuart Pendell | Induction generator system and method |
RU2249292C1 (ru) * | 2003-09-01 | 2005-03-27 | Кубанский государственный аграрный университет | Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора |
RU2252474C1 (ru) * | 2003-11-27 | 2005-05-20 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства" (ВНИПТИМЭСХ) | Статорная обмотка четырёхполюсного асинхронного генератора |
RU2318287C1 (ru) * | 2006-10-05 | 2008-02-27 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства" (ГНУ ВНИПТИМЭСХ) | Статорная обмотка четырехполюсного асинхронного генератора |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640403C1 (ru) * | 2017-03-10 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Автономный асинхронный генератор с автотрансформаторной обмоткой статора |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011130617A (ru) | 2013-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7498707B2 (en) | Electrical rotation machine and a wind turbine system | |
US9178395B2 (en) | Traction motor for electric vehicles | |
CN105846628B (zh) | 30槽14极分数槽双层短距分布绕组十五相永磁同步电动机 | |
Banchhor et al. | Design, modeling, and analysis of dual rotor axial flux induction motor | |
RU2316104C1 (ru) | Двухслойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины | |
RU2479097C2 (ru) | Автономный асинхронный генератор с четырехполюсной статорной обмоткой | |
RU2390086C1 (ru) | Бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением | |
RU2498483C2 (ru) | Автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой | |
Hsieh et al. | Cogging torque reduction in axial flux machines for small wind turbines | |
RU2407132C1 (ru) | Двухслойная статорная обмотка двухполюсного асинхронного генератора | |
RU2526835C2 (ru) | Энергоэффективная электрическая машина | |
Krall et al. | Comparison of leakage inductance between fractional slot winding and distributed winding | |
RU2249290C1 (ru) | Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора | |
RU2640403C1 (ru) | Автономный асинхронный генератор с автотрансформаторной обмоткой статора | |
Svechkarenko et al. | Transverse flux machines for sustainable development-road transportation and power generation | |
Dobzhanskyi | Comparison analysis of cylindrical and rectangular linear permanent magnet transverse-flux machines for wave energy applications | |
Mazlan et al. | Topologies of single-phase outer-rotor hybrid excitation flux switching motor for in wheel drive applications | |
RU2516012C2 (ru) | Асинхронный генератор с восьмиполюсной статорной обмоткой | |
RU2771103C1 (ru) | Автономный асинхронный генератор с двухполюсной статорной обмоткой | |
RU2310968C1 (ru) | Двухслойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины | |
RU2516013C2 (ru) | Многофункциональный автономный асинхронный генератор | |
RU149269U1 (ru) | Привод электротранспорта | |
RU2453971C1 (ru) | Каскадный синхронно-асинхронный генератор | |
RU2476976C2 (ru) | Статорная обмотка сварочного асинхронного генератора | |
RU2680152C1 (ru) | Автономный асинхронный генератор с полюсопереключаемой двухслойной обмоткой статора на 12/10 полюсов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130722 |