RU2501147C1 - High-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system, intermediate rotor and capacitor-type self-excitation - Google Patents

High-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system, intermediate rotor and capacitor-type self-excitation Download PDF

Info

Publication number
RU2501147C1
RU2501147C1 RU2012114952/07A RU2012114952A RU2501147C1 RU 2501147 C1 RU2501147 C1 RU 2501147C1 RU 2012114952/07 A RU2012114952/07 A RU 2012114952/07A RU 2012114952 A RU2012114952 A RU 2012114952A RU 2501147 C1 RU2501147 C1 RU 2501147C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
gear
phase
excitation
windings
Prior art date
Application number
RU2012114952/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012114952A (en
Inventor
Абрек-Заур Рауфович Джендубаев
Рашид Юнусович Барахоев
Зураб Абрек-Заурович Джендубаев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НИЭЛЬ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НИЭЛЬ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НИЭЛЬ"
Priority to RU2012114952/07A priority Critical patent/RU2501147C1/en
Publication of RU2012114952A publication Critical patent/RU2012114952A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2501147C1 publication Critical patent/RU2501147C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: high-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system contains stator (1), intermediate solid rotor (2) and phase-wound rotor (3). Windings of stator (1) and phase-wound rotor (2) are connected in series and in parallel and excitation capacitors (11), load (12) and reactive power static compensator (13) are connected to it. Intermediate rotor (2) has two squirrel-cage windings (14) and (15) which bars are laid into slots and closed at rotor edges by two cage rings (16). Shaft of phase-wound rotor (3) and shaft of intermediate rotor (2) are connected by tooth gear with drive ration equal to two. The gear consists of gear-wheel (5) fixed at the shaft of phase-wound rotor (3) linked with tooth gear wheel (6) located at gear axis (7). At the other end of axis (7) there is gear-wheel linked to wheel (9) fixed at intermediate rotor (2). The axis (7) can be offset manually or automatically and mechanical bond between shafts can be broken when steady conditions with capacitor-type excitation are reached. Generator is driven by combustion engine (10).
EFFECT: providing capacitor-type self-excitation during operation in autonomous mode and reducing voltage distortions at connection of asymmetrical load.
3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бензоэлектрических агрегатах и автономных электротехнических комплексах.The invention relates to electrical engineering and can be used in gas-electric units and autonomous electrical complexes.

Известны конструкции генераторов переменного тока на базе синхронных и асинхронных машин [1, 2]. Их массогабаритные и энергетические показатели пропорциональны частоте вращения ротора. Однако, максимальная частота вращения ротора при стандартной частоте ЭДС (f1=50 Гц) у двухполюсного синхронного генератора составляет 3000 об/мин, а двухполюсного асинхронного генератора, в зависимости от номинального скольжения, лежит в диапазоне от 3150 до 3300 об/мин. Такое конструктивное ограничение частоты вращения ротора является их существенным недостатком, поскольку при увеличении частоты вращения улучшаются энергетические и массогабаритные показатели электрических генераторов и двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а, следовательно, и всего бензоэлектрического агрегата.Known designs of alternators based on synchronous and asynchronous machines [1, 2]. Their weight and energy and energy indicators are proportional to the rotor speed. However, the maximum rotor speed at a standard EMF frequency (f 1 = 50 Hz) for a bipolar synchronous generator is 3000 rpm, and a bipolar asynchronous generator, depending on the nominal slip, lies in the range from 3150 to 3300 rpm. Such a constructive limitation of the rotor rotational speed is their significant drawback, since with an increase in the rotational speed, the energy and weight and size indicators of electric generators and internal combustion engines (ICE), and, consequently, the entire benzo-electric unit, are improved.

Существует высокоскоростной генератор, у которого частота вращения ротора при f1=50 Гц равна 6000 об/мин [3, 4]. Этот генератор выполнен на базе двухполюсной машины двойного питания с конденсаторным самовозбуждением. При равенстве произведения числа витков и обмоточного коэффициента обмотки статора аналогичному произведению обмотки ротора, т.е. W1kобм1=W2kобм2, эти обмотки можно соединить параллельно или последовательно. При этом ток нагрузки протекает как в обмотке статора, так и в обмотке ротора. Это приводит к существенному улучшению массогабаритных и энергетических показателей, поскольку двукратное увеличение скорости вращения ротора приводит к двукратному увеличению генерируемой мощности по сравнению с обычным асинхронным генератором, нагрузка которого подключается только к обмотке статора, а замкнутый накоротко фазный ротор вращается с частотой 3000 об/мин.There is a high-speed generator in which the rotor speed at f 1 = 50 Hz is 6000 rpm [3, 4]. This generator is made on the basis of a two-pole dual-power machine with capacitor self-excitation. If the product of the number of turns and the winding coefficient of the stator winding are equal to the similar product of the rotor winding, i.e. W 1 k rpm1 = W 2 k rpm2 , these windings can be connected in parallel or in series. In this case, the load current flows both in the stator winding and in the rotor winding. This leads to a significant improvement in weight and energy indicators, since a twofold increase in the rotor speed leads to a twofold increase in the generated power compared to a conventional asynchronous generator, the load of which is connected only to the stator winding, and the short-phase phase rotor rotates at a frequency of 3000 rpm.

Следует отметить что, частота ЭДС f1 в этом высокоскоростном генераторе не зависит от нагрузки и определяется только частотой вращения ротора n и числом пар полюсов p, т.е. f1=n·p/(2·60).It should be noted that the EMF frequency f 1 in this high-speed generator is independent of the load and is determined only by the rotor speed n and the number of pole pairs p, i.e. f 1 = n · p / (2 · 60).

Наряду со скользящими контактами к недостаткам генератора на базе двухполюсной машины двойного питания следует отнести искажение кривых напряжения при подключении несимметричной нагрузки, что существенно снижает качество электроснабжения по сравнению с асинхронным или синхронным генераторами с демпферной обмоткой.Along with sliding contacts, distortion of the voltage curves when connecting an asymmetrical load should be attributed to the disadvantages of a generator based on a two-pole dual-power machine, which significantly reduces the quality of power supply compared to asynchronous or synchronous generators with a damper winding.

Прототипом предлагаемого изобретения является высокоскоростной генератор на базе двухполюсной машины двойного питания с промежуточным массивным ротором [5]. Эта машина, после подключения к сети, может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Круговое вращающееся магнитное поле, которое возникает в зазоре между статором и промежуточным ротором, наводит в обмотке последнего ЭДС. Возникают токи, которые взаимодействуя с полем, создают вращающийся момент. Промежуточный ротор разгоняется относительно статора до подсинхронной скорости, т.е. близкой 3000 об/мин. С другой стороны, в зазоре между промежуточным и фазным роторами возникает еще одно круговое поле и вращающий момент. Под действием этого момента фазный ротор разгоняется относительно промежуточного ротора до скорости близкой к 3000 об/мин, причем направления вращения промежуточного и фазного роторов совпадают, т.е. относительно статора скорость фазного ротора будет близка 6000 об/мин. При небольшом тормозном моменте скольжение полей в воздушных зазорах относительно промежуточного ротора будет минимальным, что приведет к взаимодействию вращающихся полей и их синхронизации. Таким образом, в прототипе промежуточный ротор приводит к синхронизации машины двойного питания, а при выпадении из синхронизма - к устойчивой работе в асинхронном режиме.The prototype of the invention is a high-speed generator based on a bipolar dual-power machine with an intermediate massive rotor [5]. This machine, after connecting to the network, can work both in generator mode and in engine mode. A circular rotating magnetic field that occurs in the gap between the stator and the intermediate rotor induces in the winding of the last EMF. Currents arise which, interacting with the field, create a rotating moment. The intermediate rotor accelerates relative to the stator to a sub-synchronous speed, i.e. close to 3000 rpm. On the other hand, in the gap between the intermediate and phase rotors, there is another circular field and torque. Under the influence of this moment, the phase rotor accelerates relative to the intermediate rotor to a speed close to 3000 rpm, and the directions of rotation of the intermediate and phase rotors coincide, i.e. relative to the stator, the speed of the phase rotor will be close to 6000 rpm. With a small braking torque, the sliding of the fields in the air gaps relative to the intermediate rotor will be minimal, which will lead to the interaction of the rotating fields and their synchronization. Thus, in the prototype, the intermediate rotor leads to synchronization of the dual-power machine, and when falling out of synchronism, to stable operation in asynchronous mode.

В отличие от стандартной машины двойного питания существенным недостатком прототипа является то, что при работе в автономном режиме он не возбуждается при подключении конденсаторов. Это связано с тем, что при вращении фазного ротора приводным двигателем промежуточный ротор неподвижен или вращается с небольшой частотой под действием сил трения. В этом случае происходит экранирование силовых линий основной гармоники поля, которые должны охватывать обмотку статора и обмотку фазного ротора и наводить в них возрастающую ЭДС частотой 50 Гц.In contrast to the standard dual-power machine, a significant disadvantage of the prototype is that when working in stand-alone mode, it is not excited when capacitors are connected. This is due to the fact that when the phase rotor is driven by a drive motor, the intermediate rotor is stationary or rotates at a low frequency under the action of friction forces. In this case, the field lines of the fundamental harmonic of the field are screened, which should cover the stator winding and the phase rotor winding and induce an increasing EMF of 50 Hz frequency in them.

Следует подчеркнуть, что возбудить прототип можно при наличии сети. Для этого необходимо соединить обмотку статора и обмотку фазного ротора параллельно или последовательно, присоединить к ним конденсаторы возбуждения и подключить к сети. После синхронизации отключить машину с конденсаторами от сети. Машина будет работать в генераторном режиме с конденсаторным самовозбуждением. Однако, такой вариант самовозбуждения не приемлем для автономного электротехнического комплекса или бензоэлектрического агрегата.It should be emphasized that the prototype can be excited in the presence of a network. To do this, it is necessary to connect the stator winding and the phase rotor winding in parallel or in series, connect field capacitors to them and connect to the network. After synchronization, disconnect the machine with capacitors from the network. The machine will operate in a generator mode with capacitor self-excitation. However, this option of self-excitation is not acceptable for an autonomous electrical complex or a benzoelectric unit.

Другим недостатком прототипа является то, что промежуточный массивный ротор предназначен для создания вращающего момента, а не для снижения искажений напряжения при работе в режиме генератора. Массивный ротор имеет большое активное сопротивление [6], что делает его малоэффективным для подавления искажений.Another disadvantage of the prototype is that the massive intermediate rotor is designed to create torque, and not to reduce voltage distortions when working in generator mode. A massive rotor has a large active resistance [6], which makes it ineffective for suppressing distortion.

Технический результат, который обеспечивает заявленное изобретение, заключается в создании условий для конденсаторного самовозбуждения при работе в автономном режиме и снижении искажений напряжения при подключении несимметричной нагрузки.The technical result that the claimed invention provides is to create conditions for capacitor self-excitation when working in stand-alone mode and to reduce voltage distortions when connecting an asymmetric load.

Указанный технический результат достигают тем, что высокоскоростной генератор на базе двухполюсной машины двойного питания с промежуточным массивным ротором, обмотка статора и обмотка фазного ротора которого соединены последовательно или параллельно, причем к обмоткам статора и фазного ротора подключены конденсаторы возбуждения, нагрузка и статический компенсатор реактивной мощности, ротор выполнен с двумя короткозамкнутыми обмотками, стержни обмоток уложены в пазы, форма которых обеспечивает наименьшее сопротивление рассеяния, и замкнуты по торцам ротора двумя общими короткозамыкающими кольцами, валы фазного и промежуточного роторов связаны зубчатой передачей с передаточным числом равным двум, одна шестерня, закрепленная на валу фазного ротора, сцеплена с зубчатым колесом, расположенным на оси передачи, на другом конце оси закреплена шестерня, сцепленная с зубчатым колесом, закрепленном на промежуточном роторе, ось передачи имеет возможность ручного или автоматического осевого смещения и разрыва механической связи между валами роторов после достижения установившегося режима с конденсаторным самовозбуждением.The specified technical result is achieved in that a high-speed generator based on a double-pole dual-power machine with an intermediate massive rotor, the stator winding and the winding of the phase rotor of which are connected in series or in parallel, and excitation capacitors, load and static reactive power compensator are connected to the stator and phase rotor windings, the rotor is made with two short-circuited windings, the rods of the windings are laid in grooves, the shape of which provides the least scattering resistance, and closed at the ends of the rotor by two common short-circuit rings, the shafts of the phase and intermediate rotors are connected by a gear with a gear ratio of two, one gear mounted on the shaft of the phase rotor is coupled to a gear located on the transmission axis, a gear is fixed on the other end of the axis with a gear wheel mounted on the intermediate rotor, the transmission axis has the ability to manually or automatically axially displace and break the mechanical connection between the rotor shafts after reaching the set self-excitation mode.

Чертеж высокоскоростного двухполюсного генератора на базе машины двойного питания с промежуточным ротором и конденсаторным самовозбуждением представлен на фиг.1. На фиг.2 показан процесс конденсаторного самовозбуждения генератора при вращении фазного ротора с частотой 6000 об/мин и промежуточного ротора с частотой 3000 об/мин. На фиг.3 представлены кривые линейного напряжения аналога, прототипа и предлагаемого решения при подключении активной нагрузки к двум фазам. Соответствующие результаты расчета гармонического состава напряжений приведены в таблице 1.A drawing of a high-speed bipolar generator based on a dual-power machine with an intermediate rotor and capacitor self-excitation is shown in Fig. 1. Figure 2 shows the process of capacitor self-excitation of a generator during rotation of a phase rotor with a frequency of 6000 rpm and an intermediate rotor with a frequency of 3000 rpm. Figure 3 presents the linear voltage curves of the analog, prototype and the proposed solution when connecting the active load to two phases. The corresponding results of calculating the harmonic composition of stresses are given in table 1.

Генератор имеет статор 1 с трехфазной двухполюсной обмоткой, промежуточный массивный или шихтованный ротор 2 и фазный ротор 3 с двухполюсной трехфазной обмоткой, выводы которой подключены к контактным кольцам 4 (фиг.1).The generator has a stator 1 with a three-phase bipolar winding, an intermediate massive or burden rotor 2 and a phase rotor 3 with a bipolar three-phase winding, the terminals of which are connected to the contact rings 4 (Fig. 1).

На валу фазного ротора расположена шестерня 5, которая сцепляется с зубчатым колесом 6, закрепленным на оси зубчатой передачи 7. На конце этой оси расположена другая шестерня 8, которая сцепляется с зубчатым колесом 9, закрепленным на торце промежуточного ротора 2. Передаточное число зубчатой передачи равно двум, т.е. при вращении фазного ротора 3 со скоростью 6000 об/мин промежуточный ротор 2 вращается с частотой 3000 об/мин. Для снижения механических потерь и износа зубцов, ось 7 закреплена на подшипниках скольжения и имеет возможность осевого перемещения. Положение оси 7, колеса 6 и зубца 8 после смещения показано пунктиром. После завершения процесса конденсаторного самовозбуждения и работы в установившемся режиме ось 7 смещается влево и разрывает механическую связь между фазным и промежуточным роторами. Перемещение осуществляется в ручном или автоматическом режимах. В последнем случае можно использовать электрическую цепь стартера ДВС агрегата 10. Следует отметить, что после разрыва механической связи промежуточный ротор, ввиду наличия механических потерь, начинает вращаться с очень маленьким скольжением относительно синхронного вращающегося поля.A gear 5 is located on the phase rotor shaft, which engages with a gear 6 fixed to the axis of the gear 7. At the end of this axis, there is another gear 8, which engages with a gear 9 mounted on the end of the intermediate rotor 2. The gear ratio is two, i.e. when the phase rotor 3 is rotated at a speed of 6000 rpm, the intermediate rotor 2 rotates at a frequency of 3000 rpm. To reduce mechanical loss and wear of the teeth, the axis 7 is mounted on sliding bearings and has the possibility of axial movement. The position of the axis 7, wheel 6 and prong 8 after displacement is shown by a dotted line. After completion of the process of capacitor self-excitation and operation in the steady state, axis 7 shifts to the left and breaks the mechanical connection between the phase and intermediate rotors. Moving is carried out in manual or automatic modes. In the latter case, it is possible to use the electric circuit of the ICE starter of unit 10. It should be noted that after the mechanical connection is broken, the intermediate rotor, due to mechanical losses, starts to rotate with very little slip relative to the synchronous rotating field.

Высокоскоростной двухполюсный генератор с конденсаторным самовозбуждением представляет собой автоколебательную систему с положительной обратной связью. При вращении фазного ротора 3 приводным двигателем 10 с частотой 6000 об/мин промежуточный ротор за счет зубчатой передачи вращается с частотой 3000 об/мин. После подключения конденсаторов возбуждения 11 в генераторе возникает процесс синхронного конденсаторного самовозбуждения, при котором происходит лавинообразное увеличение тока и напряжения, которое ограничивается насыщением (нелинейностью) магнитной системы генератора. После этого генератор начинает работать в установившемся режиме с конденсаторным самовозбуждением, и к нему подключают нагрузку 12. Если нагрузка имеет переменный характер, то для стабилизации напряжения необходимо использовать статический компенсатор реактивной мощности 13.The high-speed bipolar generator with capacitor self-excitation is a self-oscillating system with positive feedback. When the phase rotor 3 is rotated by a drive motor 10 with a frequency of 6000 rpm, the intermediate rotor rotates at a speed of 3000 rpm due to the gear transmission. After connecting the excitation capacitors 11, a synchronous capacitor self-excitation process occurs in the generator, at which an avalanche-like increase in current and voltage occurs, which is limited by the saturation (non-linearity) of the generator magnetic system. After that, the generator begins to operate in steady state with capacitor self-excitation, and load 12 is connected to it. If the load is of a variable nature, then a static reactive power compensator 13 must be used to stabilize the voltage.

Следует отметить, что массивный промежуточный ротор 2, во-первых, оказывает благоприятное влияние на самовозбуждение, т.к. он имеет значительную, по сравнению с электротехнической сталью, остаточную индукцию, которая будет создавать начальную синхронную ЭДС в обмотке статора 1 и фазного ротора 3. Во-вторых, позволяет снизить магнитные потери, которые зависят от частоты перемагничивания и величины индукции. В массивном промежуточном роторе, который вращается с очень маленьким скольжением, будет маленькой и частота перемагничивания. Следовательно, магнитные потери в этом роторе будут пренебрежимо малы. В остальной части магнитной системы частота перемагничивания равна частоте ЭДС, т.е. будут иметь место магнитные потери. Величину потерь можно уменьшить, если при проектировании генератора увеличить магнитную индукцию в промежуточном роторе и уменьшить в остальных частях магнитной системы.It should be noted that the massive intermediate rotor 2, firstly, has a beneficial effect on self-excitation, because it has a significant, compared with electrical steel, residual induction, which will create the initial synchronous EMF in the winding of the stator 1 and the phase rotor 3. Secondly, it allows to reduce magnetic losses, which depend on the magnetization reversal frequency and the magnitude of the induction. In a massive intermediate rotor, which rotates with a very small glide, the magnetization reversal frequency will also be small. Consequently, the magnetic losses in this rotor will be negligible. In the rest of the magnetic system, the magnetization reversal frequency is equal to the EMF frequency, i.e. magnetic losses will occur. The magnitude of the losses can be reduced if, when designing the generator, increase the magnetic induction in the intermediate rotor and decrease in the remaining parts of the magnetic system.

При использовании шихтованного промежуточного ротора для улучшения процесса самовозбуждения на нем можно закрепить постоянный магнит, как это делают в случае с классическим синхронным генератором бензоэлектрического агрегата [7].When using a chargeable intermediate rotor to improve the self-excitation process, a permanent magnet can be fixed on it, as is the case with the classical synchronous generator of a benzo-electric unit [7].

При подключении несимметричной нагрузки, наряду с активным сопротивлением, важную роль в подавлении искажений напряжений играет реактивное сопротивление рассеяния обмотки промежуточного ротора. С целью его уменьшения на роторе расположены две беличьи клетки, стержни которых 14, 15 замкнуты общими короткозамыкающими кольцами 16, а в пазах ротора имеются шлицы 17.When connecting an asymmetric load, along with active resistance, an important role in suppressing voltage distortions is played by the reactance of the scattering of the windings of the intermediate rotor. In order to reduce it, two squirrel cages are located on the rotor, the rods of which 14, 15 are closed by common short-circuit rings 16, and there are slots 17 in the grooves of the rotor.

Следует подчеркнуть, что конденсаторное самовозбуждение высокоскоростного двухполюсного генератора происходит на синхронной частоте. Процесс изменения кривой линейного напряжения при конденсаторном самовозбуждении представлен на фиг.2.It should be emphasized that the capacitor self-excitation of a high-speed bipolar generator occurs at a synchronous frequency. The process of changing the linear voltage curve with capacitor self-excitation is presented in figure 2.

При подключении активного сопротивления к двум фазам (несимметричная нагрузка) наилучшую форму кривой напряжения имеет предлагаемый генератор (фиг.3). Этот вывод подтверждают расчетные значения амплитуд и фаз высших гармоник напряжения аналога, прототипа и высокоскоростного двухполюсного генератора (таблица 1).When connecting the resistance to two phases (unbalanced load) the best form of the voltage curve has the proposed generator (figure 3). This conclusion is confirmed by the calculated values of the amplitudes and phases of the higher harmonics of the voltage of the analog, prototype and high-speed bipolar generator (table 1).

Таким образом, представленные результаты свидетельствуют о том, что предложенный высокоскоростной генератор может работать в режиме конденсаторного самовозбуждения. При несимметричной нагрузке в нем меньше искажается напряжение, т.е. предложенный генератор обеспечивает заявленный технический результат.Thus, the presented results indicate that the proposed high-speed generator can operate in the capacitor self-excitation mode. With an asymmetric load, the voltage is less distorted in it, i.e. the proposed generator provides the claimed technical result.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Копылов И.П. Электрические машины, - М.: Высшая школа, 2006.1. Kopylov I.P. Electric machines, - M .: Higher school, 2006.

2. Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины, - М.: Издательский центр «Академия», 2006.2. Bespalov V.Ya., Kotelenets N.F. Electric machines, - M.: Publishing Center "Academy", 2006.

3. Capacitor self-excited double-armature synchronous generator for enhanced power output. / Kundu P., Tandon A.K. // 29 th Intersoc. Energy Conver. Eng., Conf., Monterey, Calif., Aug. 7-11, 1994: Collect. Techn. Pap. Pt.3. - Washigton (D.C), 1994. - С.1343-1348.3. Capacitor self-excited double-armature synchronous generator for enhanced power output. / Kundu P., Tandon A.K. // 29 th Intersoc. Energy Conver. Eng., Conf., Monterey, Calif., Aug. 7-11, 1994: Collect. Techn. Pap. Pt. 3. - Washigton (D.C), 1994 .-- P.1343-1348.

4. Джендубаев А.-З.Р. Исследование автономного асинхронного генератора с конденсаторным самовозбуждением и параллельным соединением обмоток статора и фазного ротора. // Электричество. - 2005, №12. - С.44-49.4. Dzhendubaev A.-Z.R. Investigation of an autonomous asynchronous generator with capacitor self-excitation and parallel connection of the stator windings and the phase rotor. // Electricity. - 2005, No. 12. - S. 44-49.

5. DE №482568.5. DE No. 482568.

6. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств, - М.: Высш. Шк., 1988.6. Yuferov F.M. Electric machines of automatic devices, - M .: Higher. Shk., 1988.

7. Справочник по электрическим машинам. Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1988.7. Handbook of electric machines. Under the total. ed. I.P. Kopylova and B.K. Klokova. - M .: Energoatomizdat, 1988.

Таблица 1Table 1 Номер гармоникиHarmonic Number 1one 33 55 77 99 Umax, BU max , B φ, градφ, deg Umax, BU max , B φ, градφ, deg Umax, BU max , B φ, градφ, deg Umax, BU max , B φ, градφ, deg Umax, BU max , B φ, градφ, deg АналогAnalogue 316316 25,9325.93 94,1294.12 -170,4-170.4 24,4724.47 -21,14-21.14 2,5092,509 -7,156-7,156 0,10140,1014 2,5562,556 ПрототипPrototype 306306 22,8222.82 61,1161.11 -126,2-126.2 11,0711.07 36,6436.64 1,4211,421 67,9167.91 0,041530.04153 69,8269.82 ГенераторGenerator 308,7308.7 21,5421.54 33,6133.61 -88,77-88.77 5,1165,116 86,4586.45 0,60540.6054 124,7124.7 0,012780.01278 119,8119.8

Claims (1)

Высокоскоростной генератор на базе двухполюсной машины двойного питания с промежуточным массивным ротором, обмотка статора и обмотка фазного ротора которого соединены последовательно или параллельно, отличающийся тем, что к обмоткам статора и фазного ротора подключены конденсаторы возбуждения, нагрузка и статический компенсатор реактивной мощности, промежуточный ротор выполнен с двумя короткозамкнутыми обмотками, стержни обмоток уложены в пазы, форма которых обеспечивает наименьшее сопротивление рассеяния, и замкнуты по торцам ротора двумя общими короткозамыкающими кольцами, валы фазного и промежуточного роторов связаны зубчатой передачей с передаточным числом, равным двум, одна шестерня, закрепленная на валу фазного ротора, сцеплена с зубчатым колесом, расположенным на оси передачи, на другом конце оси закреплена шестерня, сцепленная с зубчатым колесом, закрепленным на промежуточном роторе, ось передачи имеет возможность ручного или автоматического осевого смещения и разрыва механической связи между валами роторов после достижения установившегося режима с конденсаторным самовозбуждением. A high-speed generator based on a two-pole dual-power machine with an intermediate massive rotor, the stator winding and the phase rotor winding of which are connected in series or in parallel, characterized in that the excitation capacitors, load and static reactive power compensator are connected to the stator and phase rotor windings, the intermediate rotor is made with two short-circuited windings, the rods of the windings are laid in grooves, the shape of which provides the least resistance to scattering, and are closed at the ends of the po with two common short-circuit rings, the shafts of the phase and intermediate rotors are connected by a gear with a gear ratio of two, one gear fixed to the shaft of the phase rotor is coupled to a gear located on the transmission axis, a gear coupled to the gear is fixed to the other end of the axis a wheel mounted on an intermediate rotor, the transmission axis has the ability to manually or automatically axially displace and break the mechanical connection between the rotor shafts after reaching a steady state with ndensatornym self-excitation.
RU2012114952/07A 2012-04-16 2012-04-16 High-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system, intermediate rotor and capacitor-type self-excitation RU2501147C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114952/07A RU2501147C1 (en) 2012-04-16 2012-04-16 High-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system, intermediate rotor and capacitor-type self-excitation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114952/07A RU2501147C1 (en) 2012-04-16 2012-04-16 High-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system, intermediate rotor and capacitor-type self-excitation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012114952A RU2012114952A (en) 2013-10-27
RU2501147C1 true RU2501147C1 (en) 2013-12-10

Family

ID=49446159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114952/07A RU2501147C1 (en) 2012-04-16 2012-04-16 High-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system, intermediate rotor and capacitor-type self-excitation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2501147C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656869C1 (en) * 2017-04-26 2018-06-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Ultra high-speed micro-generator

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE482568C (en) * 1926-08-18 1929-09-20 Poege Elek Citaets Akt Ges Induction motor for double synchronous speed with intermediate rotor, in which the stator and rotor windings are connected to the network in such a way that the secondary rotating field rotates against the primary one (double field motor) to generate double the synchronous speed
SU497685A1 (en) * 1971-11-15 1975-12-30 Физико-Энергетический Институт Ан Латвийской Сср Multiphase Electric Dual Feed Machine
SU1171952A1 (en) * 1984-02-14 1985-08-07 Ленинградское высшее военное инженерное строительное Краснознаменное училище им.генерала армии А.Н.Комаровского Independent source of stabilized voltage
SU1495977A1 (en) * 1987-01-12 1989-07-23 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Ac current regulator
RU2211519C2 (en) * 2001-09-11 2003-08-27 Джендубаев Абрек-Заур Рауфович Welding induction generator
CN2607695Y (en) * 2003-03-26 2004-03-24 裴建生 External rotor double feeding ac brushless asynchronous motor
RU2255409C2 (en) * 2003-07-07 2005-06-27 Забора Игорь Георгиевич Induction generator
CN200994097Y (en) * 2006-12-04 2007-12-19 泰豪科技股份有限公司 High power two-armature double-feeding brushless wind generator
CN201210640Y (en) * 2008-05-12 2009-03-18 大连天元电机有限公司 Dual feeding asynchronous wind power generator

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE482568C (en) * 1926-08-18 1929-09-20 Poege Elek Citaets Akt Ges Induction motor for double synchronous speed with intermediate rotor, in which the stator and rotor windings are connected to the network in such a way that the secondary rotating field rotates against the primary one (double field motor) to generate double the synchronous speed
SU497685A1 (en) * 1971-11-15 1975-12-30 Физико-Энергетический Институт Ан Латвийской Сср Multiphase Electric Dual Feed Machine
SU1171952A1 (en) * 1984-02-14 1985-08-07 Ленинградское высшее военное инженерное строительное Краснознаменное училище им.генерала армии А.Н.Комаровского Independent source of stabilized voltage
SU1495977A1 (en) * 1987-01-12 1989-07-23 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Ac current regulator
RU2211519C2 (en) * 2001-09-11 2003-08-27 Джендубаев Абрек-Заур Рауфович Welding induction generator
CN2607695Y (en) * 2003-03-26 2004-03-24 裴建生 External rotor double feeding ac brushless asynchronous motor
RU2255409C2 (en) * 2003-07-07 2005-06-27 Забора Игорь Георгиевич Induction generator
CN200994097Y (en) * 2006-12-04 2007-12-19 泰豪科技股份有限公司 High power two-armature double-feeding brushless wind generator
CN201210640Y (en) * 2008-05-12 2009-03-18 大连天元电机有限公司 Dual feeding asynchronous wind power generator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЖЕНДУБАЕВ А.-З.Р. Исследование автономного асинхронного генератора с конденсаторами возбуждения и параллельным соединением обмоток статора и фазного ротора. - Электричество, 2005, №12, с.44-49. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656869C1 (en) * 2017-04-26 2018-06-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Ultra high-speed micro-generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012114952A (en) 2013-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7134180B2 (en) Method for providing slip energy control in permanent magnet electrical machines
EP3316459A1 (en) Electric motors
Zakharov et al. Synchronous reluctance motor: Design and experimental research
US1983896A (en) High speed double-rotor motor
US6891301B1 (en) Simplified hybrid-secondary uncluttered machine and method
CN203368290U (en) Integrated disc type switch reluctance type electromagnetic speed-regulating motor
RU2501147C1 (en) High-speed generator based on double-pole machine with dual voltage system, intermediate rotor and capacitor-type self-excitation
Lehr et al. Electromagnetic design of a permanent magnet Flux-Switching-Machine as a direct-driven 3 MW wind power generator
Finch et al. Synchronous performance of single-phase reluctance motors
Glinka et al. Asynchronous slip-ring motor synchronized with permanent magnets
CN104539129A (en) Asynchronous starting permanent-magnet synchronous motor and asynchronous motor transformation method
Wang et al. Design of a multi-power-terminals permanent magnet machine with magnetic field modulation
WO2009051515A1 (en) Synchronous electrical machine
He et al. Influence of circulating currents on electromagnetic performance of 6-slot/2-pole high-speed PM motors with rotor eccentricity
Kurihara et al. Single-phase line-start permanent-magnet motors with start-up and synchronization capabilities under full-load torque
Kurihara et al. Trade-off with starting capability to maximize efficiency of a single-phase line-start permanent magnet motor
WO2023164870A1 (en) Double-pole-changing double-feed asynchronous motor
Zhao et al. Study and design for large line-start permanent magnet synchronous motors
SU80943A1 (en) Cascade electric cars
RU2453971C1 (en) Multistage synchronously asynchronous generator
RU2774117C1 (en) Inductor wind generator with integrated magnetic gear
WO2023164875A1 (en) Multi-phase stator single-phase rotor motor
RU2406213C1 (en) Face-type electrical machine
Oshin et al. Principles of Electrical Machines 1
Rahman et al. Optimal Design of a High-Speed Single-Phase Flux Reversal Motor of Air Blower

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170417