RU2781082C1 - Axial frequency converter - Google Patents
Axial frequency converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781082C1 RU2781082C1 RU2022109927A RU2022109927A RU2781082C1 RU 2781082 C1 RU2781082 C1 RU 2781082C1 RU 2022109927 A RU2022109927 A RU 2022109927A RU 2022109927 A RU2022109927 A RU 2022109927A RU 2781082 C1 RU2781082 C1 RU 2781082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency converter
- winding
- synchronous motor
- magnetic circuit
- axial
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 126
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 claims abstract description 87
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 5
- 230000001965 increased Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 206010043431 Thinking abnormal Diseases 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области преобразования промышленной частоты переменного тока в повышенную частоту и может быть использовано на заводах и в организациях, проектирующих и изготавливающих электромашинные преобразователи частоты для различных отраслей производства и специальной техники.The invention relates to the field of converting an industrial frequency of alternating current into an increased frequency and can be used in factories and organizations that design and manufacture electric machine frequency converters for various industries and special equipment.
Известен преобразователь частоты, состоящий из электрического двигателя с трехфазной якорной обмоткой и асинхронной машины с трехфазной индукторной и трехфазной якорной обмотками (Рихтер Р. Электрические машины. Т. 4, ГОНТИ, М. - Л., 1939, с. 353-354). Этот преобразователь имеет круто падающую внешнюю характеристику и, следовательно, нестабильное напряжение на выходе при изменении нагрузки, а также неудовлетворительные массо-габаритные показатели.A frequency converter is known, consisting of an electric motor with a three-phase armature winding and an asynchronous machine with a three-phase inductor and three-phase armature windings (Richter R. Electrical machines. T. 4, GONTI, M. - L., 1939, p. 353-354). This converter has a steeply falling external characteristic and, consequently, an unstable output voltage when the load changes, as well as unsatisfactory weight and dimensions.
Кроме того, известен также бесконтактный преобразователь частоты (Авторское свидетельство СССР № SU 1757043 А1, авторы М.М. Красношапка, Г.А. Коваленко и Д.М. Красношапка. МПК Н02К 47/18, 13.08.1990), содержащий расположенные на одном валу три электрические машины переменного тока радиальной конструкции, две из которых являются асинхронными и имеют обмотки ротора, электрически соединенные между собой, причем статор одной асинхронной машины подключен к сети, а другой - к нагрузке. С целью увеличения КПД, коэффициента мощности, перегрузочной способности, уменьшения величины пускового тока, стабильности выходного напряжения и частоты преобразователя третья машина является синхронной, ее обмотка возбуждения расположена на роторе и соединена последовательно через выпрямитель с роторными обмотками асинхронных машин, причем обмотка статора одной асинхронной машины подключена через конденсатор, позволяющий изменять чередование фаз, к сети, а статор второй асинхронной машины имеет цилиндрический магнитный шунт, в пазах которого расположена тороидальная обмотка подмагничивания, подключенная к автоматическому регулятору напряжения.In addition, a non-contact frequency converter is also known (USSR Author's certificate No. SU 1757043 A1, authors M.M. Krasnoshapka, G.A. Kovalenko and D.M. Krasnoshapka. IPC H02K 47/18, 13.08.1990), containing located on on one shaft there are three AC electric machines of radial design, two of which are asynchronous and have rotor windings electrically connected to each other, and the stator of one asynchronous machine is connected to the network, and the other to the load. In order to increase the efficiency, power factor, overload capacity, reduce the magnitude of the starting current, the stability of the output voltage and frequency of the converter, the third machine is synchronous, its excitation winding is located on the rotor and is connected in series through a rectifier with the rotor windings of asynchronous machines, and the stator winding of one asynchronous machine connected through a capacitor, which allows you to change the phase sequence, to the network, and the stator of the second asynchronous machine has a cylindrical magnetic shunt, in the grooves of which there is a toroidal bias winding connected to an automatic voltage regulator.
Однако наличие трех электрических машин (а именно - второй асинхронной машины) на одном валу увеличивает массу и размеры такого преобразователя по сравнению с двухмашинными агрегатами, то есть массогабаритные показатели таких преобразователей не высоки. Кроме того, технология изготовления магнитопроводов и сборки такого преобразователя сложна из-за необходимости штамповки листов магнитопроводов статоров и роторов электрических машин, входящих в состав преобразователя, а также необходимости выполнения обмоточных работ внутри радиального статора.However, the presence of three electrical machines (namely, the second asynchronous machine) on one shaft increases the mass and size of such a converter compared to two-machine units, that is, the weight and size indicators of such converters are not high. In addition, the technology for manufacturing magnetic circuits and assembling such a converter is complicated due to the need for stamping sheets of magnetic circuits of stators and rotors of electrical machines that are part of the converter, as well as the need to perform winding work inside the radial stator.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является синхронно-асинхронный преобразователь частоты (Сравнительный анализ преобразователей повышенной частоты как возможных источников наземного электропитания воздушных судов / Я.М. Кашин, А.Б. Варенов, Г.А. Кириллов // Научный журнал «Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки» Выпуск 4 (211). - Майкоп: Изд-во «Адыгейский государственный университет», 2017. - С. 148-153), содержащий на одном валу, установленном в подшипниковых узлах, закрытых передним и задним подшипниковыми щитами, две машины переменного тока радиальной конструкции: синхронный двигатель с индуктором (магнитопроводом индуктора с основной обмоткой возбуждения) на статоре и якорем (магнитопроводом якоря с трехфазной обмоткой якоря) на роторе и асинхронный преобразователь частоты - асинхронную машину, имеющую трехфазные обмотки на магнитопроводах статора и ротора и работающую в режиме преобразователя частоты.Closest to the claimed invention in terms of technical essence and adopted by the authors as a prototype is a synchronous-asynchronous frequency converter (Comparative analysis of increased frequency converters as possible sources of ground power supply for aircraft / Ya.M. Kashin, A.B. Varenov, G.A. Kirillov // Scientific journal "Bulletin of the Adyghe State University. Series 4: Natural-mathematical and technical sciences" Issue 4 (211). - Maykop: Publishing House "Adyghe State University", 2017. - P. 148-153), containing one shaft installed in bearing assemblies covered with front and rear end shields, two AC machines of radial design: a synchronous motor with an inductor (inductor magnetic circuit with the main excitation winding) on the stator and an armature (armature magnetic circuit with a three-phase armature winding) on the rotor and an asynchronous frequency converter - an asynchronous machine having three-phase windings on the stator magnetic circuits and rotor and operating in the frequency converter mode.
В качестве приводного двигателя в этом преобразователе использован синхронный двигатель обращенной конструкции с индуктором на статоре. Обращенная конструкция обеспечивает минимальное количество контактных колец со щетками - всего три. В случае, когда индуктор синхронного двигателя располагается на роторе, контактных колец со щетками необходимо пять.The drive motor used in this converter is an inverted synchronous motor with an inductor on the stator. The inverted design ensures the minimum number of slip rings with brushes - only three. In the case when the inductor of a synchronous motor is located on the rotor, five contact rings with brushes are needed.
Трехфазная обмотка якоря синхронного двигателя и трехфазная роторная обмотка асинхронного преобразователя частоты подключены друг по отношению к другу с обратной последовательностью, а их концы соединены с контактными кольцами, закрепленными на валу, и выполнены с возможностью подключения посредством угольных щеток, расположенных на корпусе, к первичной сети трехфазного напряжения.The three-phase winding of the armature of the synchronous motor and the three-phase rotor winding of the asynchronous frequency converter are connected to each other in reverse order, and their ends are connected to slip rings fixed on the shaft and are made with the possibility of being connected by means of carbon brushes located on the housing to the primary network three-phase voltage.
Однако, известный синхронно-асинхронный преобразователь частоты, принятый за прототип, имеет ряд недостатков:However, the well-known synchronous-asynchronous frequency converter, taken as a prototype, has a number of disadvantages:
1. Как и другие известные электромашинные преобразователи частоты радиальной конструкции, он имеет низкие массогабаритные показатели, обусловленные его большими осевыми размерами, присущими всем электрическим машинам радиальной конструкции, а также нерациональным использованием свободного пространства внутри магнитопроводов.1. Like other well-known electric machine frequency converters of a radial design, it has low weight and size indicators due to its large axial dimensions inherent in all electric machines of a radial design, as well as the irrational use of free space inside the magnetic cores.
2. Технология изготовления магнитопроводов и сборки такого преобразователя сложна из-за необходимости штамповки листов магнитопроводов статора и ротора электрических машин, входящих в состав преобразователя, а также необходимости выполнения обмоточных работ внутри радиального статора.2. The technology for manufacturing magnetic circuits and assembling such a converter is complicated due to the need for stamping sheets of magnetic circuits of the stator and rotor of electrical machines that are part of the converter, as well as the need to perform winding work inside the radial stator.
3. Неудовлетворительное качество электроэнергии на выходе преобразователя частоты: нестабильность выходного напряжения по величине, высокая длительность переходного процесса и недопустимо высокие колебания частоты выходного напряжения при изменении тока нагрузки преобразователя.3. Unsatisfactory power quality at the output of the frequency converter: the instability of the output voltage in magnitude, the long duration of the transient process and unacceptably high fluctuations in the frequency of the output voltage when the load current of the converter changes.
При всех достоинствах принятого за прототип асинхронного преобразователя частоты его применение проблематично из-за трудностей, с которыми приходится сталкиваться при построении системы стабилизации выходного напряжения по величине. Крутизна внешней характеристики известного синхронно-асинхронного преобразователя частоты больше, чем у синхронного генератора равной мощности. Это происходит потому, что при увеличении нагрузки и неизменном напряжении, приложенном к первичной (трехфазной роторной) обмотке, возрастают падения напряжения не только в статорных обмотках, но и в обмотках ротора, отделенного от статора воздушным зазором. Поэтому даже при постоянном первичном напряжении изменение выходного напряжения может достигать 30% и более (Красношапка М.М., Красношапка Д.М. Электромашинные преобразователи частоты. В кн. Электроустановки повышенной частоты. - Кишинев: Штиинца, 1978. - с. 3-12.). Это вызывает необходимость для его стабилизации применять сравнительно мощный (и, соответственно, громоздкий и тяжелый) регулятор трехфазного напряжения, подводимого к роторной обмотке синхронно-асинхронного преобразователя частоты или снимаемого с его статорной обмотки.With all the advantages of the asynchronous frequency converter adopted as a prototype, its use is problematic due to the difficulties encountered in building a system for stabilizing the output voltage in magnitude. The steepness of the external characteristic of the known synchronous-asynchronous frequency converter is greater than that of a synchronous generator of equal power. This is because with an increase in load and a constant voltage applied to the primary (three-phase rotor) winding, voltage drops increase not only in the stator windings, but also in the windings of the rotor, separated from the stator by an air gap. Therefore, even with a constant primary voltage, the change in the output voltage can reach 30% or more (Krasnoshapka M.M., Krasnoshapka D.M. Electric frequency converters. In the book. High-frequency electrical installations. - Chisinau: Shtiintsa, 1978. - p. 3- 12.). This makes it necessary to use a relatively powerful (and, accordingly, bulky and heavy) regulator of a three-phase voltage supplied to the rotor winding of a synchronous-asynchronous frequency converter or removed from its stator winding to stabilize it.
4. Низкий коэффициент мощности cos ф, при этом для его увеличения в известном преобразователе частоты требуется отдельное устройство, которое по габаритам и размерам сопоставимо с самим преобразователем частоты.4. Low power factor cos f, while to increase it in a known frequency converter, a separate device is required, which is comparable in size and dimensions to the frequency converter itself.
5. Низкая надежность известного преобразователя частоты, обусловленная тем, что в момент его пуска в основной обмотке возбуждения синхронного двигателя может наводиться недопустимо высокое напряжение, которое может привести к пробою основной обмотки возбуждения и короткому замыканию ее на корпус. Кроме того, жесткость конструкции известного преобразователя невысока: возможные биения ротора радиального типа, имеющего большие осевые размеры, могут привести к соприкосновению магнитопроводов ротора и статора и, соответственно, к заклиниванию.5. Low reliability of the known frequency converter, due to the fact that at the time of its start-up, an unacceptably high voltage can be induced in the main excitation winding of the synchronous motor, which can lead to breakdown of the main excitation winding and its short circuit to the housing. In addition, the design rigidity of the known converter is low: possible beating of the radial-type rotor, which has large axial dimensions, can lead to contact between the magnetic circuits of the rotor and the stator and, accordingly, to jamming.
Задачей изобретения является усовершенствование преобразователя частоты, позволяющее обеспечить улучшение его эксплуатационно-технических характеристик.The objective of the invention is to improve the frequency converter, allowing to improve its performance.
Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение массо-габаритных показателей, упрощение технологии изготовления магнитопроводов и сборки преобразователя частоты, улучшение качества электрической энергии путем стабилизации выходного напряжения преобразователя по величине, уменьшения длительности переходного процесса регулирования выходного напряжения и уменьшения колебаний частоты выходного напряжения при изменении тока нагрузки преобразователя, повышение коэффициента мощности cos ϕ, повышение надежности и жесткости конструкции.The technical result of the claimed invention is the improvement of weight and dimensions, the simplification of the manufacturing technology of magnetic circuits and the assembly of the frequency converter, the improvement of the quality of electrical energy by stabilizing the output voltage of the converter in magnitude, reducing the duration of the transient control of the output voltage and reducing the frequency fluctuations of the output voltage when the load current of the converter changes. , increasing the power factor cos ϕ, increasing the reliability and rigidity of the structure.
Технический результат достигается тем, что в аксиальном преобразователе частоты, содержащем корпус, синхронный двигатель и асинхронный преобразователь частоты, установленные на одном валу, закрепленном в корпусе в переднем и заднем подшипниковых узлах, закрытых передним и задним подшипниковыми щитами соответственно, при этом синхронный двигатель состоит из магнитопровода индуктора, в пазы которого уложена основная обмотка возбуждения, и магнитопровода якоря с трехфазной обмоткой якоря, а асинхронный преобразователь частоты состоит из магнитопровода статора с трехфазной статорной обмоткой и магнитопровода ротора с трехфазной роторной обмоткой, при этом трехфазная обмотка якоря синхронного двигателя и трехфазная роторная обмотка асинхронного преобразователя частоты подключены друг по отношению к другу с обратной последовательностью, а их концы соединены с контактными кольцами, закрепленными на валу, и выполнены с возможностью подключения посредством угольных щеток, расположенных на корпусе, к первичной сети трехфазного напряжения, при этом магнитопроводы синхронного двигателя и асинхронного преобразователя частоты выполняют аксиальными, а в корпусе дополнительно устанавливают корректор выходного напряжения с одним входом и первым и вторым выходами, пусковое сопротивление и реле переключения основной обмотки возбуждения синхронного двигателя, которую выполняют с возможностью подключения к первому выходу корректора выходного напряжения, при этом аксиальный магнитопровод индуктора синхронного двигателя жестко закрепляют в корпусе на его задней поверхности, аксиальный магнитопровод статора асинхронного преобразователя частоты жестко закрепляют в корпусе посредством кронштейна на его задней поверхности соосно с аксиальным магнитопроводом индуктора синхронного двигателя, а их общей осью симметрии является ось симметрии вала, причем аксиальный магнитопровод статора асинхронного преобразователя частоты с трехфазной статорной обмоткой размещают внутри аксиального магнитопровода индуктора синхронного двигателя, при этом аксиальный магнитопровод ротора асинхронного преобразователя частоты и аксиальный магнитопровод якоря синхронного двигателя жестко закрепляют на валу посредством роторного диска соосно друг другу, а их общей осью симметрии является ось симметрии вала, причем аксиальный магнитопровод ротора асинхронного преобразователя частоты размещают внутри аксиального магнитопровода якоря синхронного двигателя, при этом в пазы аксиального магнитопровода индуктора синхронного двигателя дополнительно укладывают демпферную короткозамкнутую обмотку и дополнительную обмотку возбуждения, а между задней поверхностью корпуса и аксиальным магнитопроводом статора асинхронного преобразователя частоты устанавливают магнитный шунт, содержащий аксиальный магнитопровод, в пазы которого укладывают корректирующую и компаундирующую обмотки асинхронного преобразователя частоты, а во внутреннюю часть аксиального магнитопровода магнитного шунта устанавливают измеритель выходного напряжения и частоты с одним входом и с первым и вторым выходами и выпрямительное устройство 28, при этом корректирующую обмотку подключают ко второму выходу корректора выходного напряжения, а компаундирующую обмотку асинхронного преобразователя частоты соединяют последовательно с дополнительной обмоткой возбуждения синхронного двигателя и подключают к выходу выпрямительного устройства, вход которого подключают к началам фаз трехфазной статорной обмотки асинхронного преобразователя частоты, при этом вход измерителя выходного напряжения и частоты подключают к выходу асинхронного преобразователя частоты, его первый выход соединяют с обмоткой управления реле переключения основной обмотки возбуждения синхронного двигателя, а его второй выход соединяют со входом корректора выходного напряжения.The technical result is achieved by the fact that in an axial frequency converter containing a housing, a synchronous motor and an asynchronous frequency converter mounted on the same shaft, fixed in the housing in the front and rear bearing assemblies, closed by the front and rear bearing shields, respectively, while the synchronous motor consists of the inductor magnetic circuit, in the grooves of which the main excitation winding is laid, and the armature magnetic circuit with a three-phase armature winding, and the asynchronous frequency converter consists of a stator magnetic circuit with a three-phase stator winding and a rotor magnetic circuit with a three-phase rotor winding, while the three-phase armature winding of the synchronous motor and the three-phase rotor winding of the asynchronous frequency converter are connected to each other in reverse order, and their ends are connected to the slip rings fixed on the shaft, and are made with the possibility of connection by means of carbon brushes located on the body all, to the primary network of a three-phase voltage, while the magnetic cores of the synchronous motor and the asynchronous frequency converter are axial, and in the case, an output voltage corrector with one input and the first and second outputs, a starting resistance and a relay for switching the main excitation winding of the synchronous motor, which is performed with the ability to connect to the first output of the output voltage corrector, while the axial magnetic circuit of the synchronous motor inductor is rigidly fixed in the housing on its rear surface, the axial magnetic circuit of the stator of the asynchronous frequency converter is rigidly fixed in the housing by means of a bracket on its rear surface coaxially with the axial magnetic circuit of the synchronous motor inductor, and their common axis of symmetry is the axis of symmetry of the shaft, and the axial magnetic circuit of the stator of the asynchronous frequency converter with a three-phase stator winding is placed inside the axial magnetic circuit and the inductor of a synchronous motor, while the axial magnetic circuit of the rotor of the asynchronous frequency converter and the axial magnetic circuit of the armature of the synchronous motor are rigidly fixed on the shaft by means of a rotor disk coaxially to each other, and their common axis of symmetry is the axis of symmetry of the shaft, and the axial magnetic circuit of the rotor of the asynchronous frequency converter is placed inside the axial the magnetic circuit of the armature of the synchronous motor, while in the grooves of the axial magnetic circuit of the inductor of the synchronous motor, a damper short-circuited winding and an additional excitation winding are additionally placed, and a magnetic shunt is installed between the rear surface of the housing and the axial magnetic circuit of the stator of the asynchronous frequency converter, containing an axial magnetic circuit, in the grooves of which a corrective and the compounding winding of the asynchronous frequency converter, and an output meter is installed in the inner part of the axial magnetic circuit of the magnetic shunt. voltage and frequency with one input and with the first and second outputs and a
Улучшение массогабаритных показателей достигается путем уменьшения осевых размеров статора и ротора преобразователя частоты за счет того, что магнитопроводы синхронного двигателя и асинхронного преобразователя частоты выполняют аксиальными, а свободное пространство внутри аксиальных магнитопроводов синхронного двигателя используют путем размещения в этом пространстве аксиальных магнитопроводов асинхронного преобразователя частоты, а именно путем соосного размещения внутри аксиального магнитопровода индуктора синхронного двигателя, жестко закрепленного в корпусе на его задней поверхности, аксиального магнитопровода статора асинхронного преобразователя частоты с трехфазной статорной обмоткой, жестко закрепленного в корпусе посредством кронштейна на его задней поверхности, и путем размещения внутри аксиального магнитопровода якоря синхронного двигателя аксиального магнитопровода ротора асинхронного преобразователя частоты.The improvement in weight and size indicators is achieved by reducing the axial dimensions of the stator and rotor of the frequency converter due to the fact that the magnetic circuits of the synchronous motor and the asynchronous frequency converter are axial, and the free space inside the axial magnetic circuits of the synchronous motor is used by placing axial magnetic circuits of the asynchronous frequency converter in this space, namely by coaxial placement inside the axial magnetic circuit of the synchronous motor inductor, rigidly fixed in the housing on its rear surface, of the axial magnetic circuit of the stator of the asynchronous frequency converter with a three-phase stator winding, rigidly fixed in the housing by means of a bracket on its rear surface, and by placing the armature of the synchronous motor inside the axial magnetic circuit axial magnetic circuit of the rotor of the asynchronous frequency converter.
Улучшение массогабаритных показателей предлагаемого преобразователя частоты достигается также путем размещения во внутренней части аксиального магнитопровода магнитного шунта измерителя выходного напряжения и частоты с одним входом и с первым и вторым выходами и выпрямительного устройства.The improvement of the weight and size parameters of the proposed frequency converter is also achieved by placing in the inner part of the axial magnetic circuit of the magnetic shunt of the output voltage and frequency meter with one input and with the first and second outputs and a rectifier.
Таким образом, уменьшение осевых размеров статора и ротора предлагаемого преобразователя частоты, а также использование внутреннего пространства аксиальных магнитопроводов элементов магнитной системы преобразователя частоты приводит к улучшению массогабаритных показателей, а именно - к уменьшению габаритных размеров и массы всей электрической машины в целом по сравнению с известным синхронно-асинхронным преобразователем частоты радиального типа.Thus, a reduction in the axial dimensions of the stator and rotor of the proposed frequency converter, as well as the use of the internal space of the axial magnetic circuits of the elements of the magnetic system of the frequency converter leads to an improvement in weight and size indicators, namely, to a decrease in the overall dimensions and weight of the entire electric machine as a whole compared to the known synchronously - asynchronous frequency converter of radial type.
Упрощение технологии изготовления магнитопроводов предлагаемого преобразователя частоты достигается за счет выполнения его магнитопроводов аксиальными, что позволяет использовать для их изготовления передовую технологию, известную из описания изобретения к патенту РФ №2689249 (авторы: Кашин Я.М., Варенов А.Б., 23.03.2018 г.).The simplification of the manufacturing technology of the magnetic circuits of the proposed frequency converter is achieved by making its magnetic circuits axial, which makes it possible to use advanced technology for their manufacture, known from the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2689249 (authors: Kashin Ya.M., Varenov A.B., 2018).
Упрощение технологии сборки аксиального преобразователя частоты достигается за счет того, что механическое соединение двух частей ротора (аксиального магнитопровода ротора асинхронного преобразователя частоты и аксиального магнитопровода якоря синхронного двигателя) между собой обеспечивает возможность жесткого закрепления всех элементов ротора на валу посредством роторного диска соосно друг другу с их общей осью симметрии на оси симметрии вала вне корпуса. Собранный таким образом вне корпуса ротор целиком устанавливается в корпус и закрепляется в нем, при этом исключается необходимость сборки ротора (закрепления на валу аксиального преобразователя частоты аксиального магнитопровода ротора асинхронного преобразователя частоты и аксиального магнитопровода якоря синхронного двигателя) внутри корпуса.Simplification of the assembly technology of the axial frequency converter is achieved due to the fact that the mechanical connection of two parts of the rotor (the axial magnetic circuit of the rotor of the asynchronous frequency converter and the axial magnetic circuit of the armature of the synchronous motor) between themselves provides the possibility of rigid fixing of all elements of the rotor on the shaft by means of a rotor disk coaxially to each other with their a common axis of symmetry on the axis of symmetry of the shaft outside the housing. The rotor assembled in this way outside the housing is completely installed in the housing and fixed in it, while eliminating the need to assemble the rotor (fixing on the shaft of the axial frequency converter of the axial magnetic circuit of the rotor of the asynchronous frequency converter and the axial magnetic circuit of the armature of the synchronous motor) inside the housing.
Улучшение качества электрической энергии достигается путем стабилизации выходного напряжения преобразователя по величине, уменьшения длительности переходного процесса регулирования выходного напряжения и уменьшения колебаний частоты выходного напряжения при изменении тока нагрузки преобразователя.Improving the quality of electrical energy is achieved by stabilizing the output voltage of the converter in magnitude, reducing the duration of the transient process of regulating the output voltage and reducing fluctuations in the frequency of the output voltage when the load current of the converter changes.
Стабилизация выходного напряжения преобразователя по величине осуществляется за счет дополнительной установки в корпусе аксиального преобразователя частоты корректора выходного напряжения с одним входом и первым и вторым выходами, установки между задней поверхностью корпуса и аксиальным магнитопроводом статора асинхронного преобразователя частоты магнитного шунта, укладки в пазы его аксиального магнитопровода корректирующей обмотки и подключения ее ко второму выходу корректора выходного напряжения, установки во внутренней части аксиального магнитопровода магнитного шунта измерителя выходного напряжения и частоты с одним входом и с первым и вторым выходами, подключения входа измерителя выходного напряжения и частоты к выходу асинхронного преобразователя частоты и соединения второго выхода измерителя выходного напряжения и частоты со входом корректора выходного напряжения.Stabilization of the output voltage of the converter in magnitude is carried out by additionally installing an output voltage corrector with one input and first and second outputs in the case of the axial frequency converter, installing a magnetic shunt between the rear surface of the case and the axial magnetic circuit of the stator of the asynchronous frequency converter, laying the corrective winding and connecting it to the second output of the output voltage corrector, installing in the inner part of the axial magnetic circuit a magnetic shunt of the output voltage and frequency meter with one input and with the first and second outputs, connecting the input of the output voltage and frequency meter to the output of the asynchronous frequency converter and connecting the second output output voltage and frequency meter with output voltage corrector input.
Величина выходного напряжения аксиального преобразователя частоты измеряется с помощью измерителя выходного напряжения и частоты, со второго выхода которого снимается сигнал по отклонению выходного напряжения от стабилизируемого уровня и подается на вход корректора выходного напряжения. Со второго выхода корректора выходного напряжения соответствующее напряжение подается на корректирующую обмотку. Это приводит к изменению электрического тока в ней, и, соответственно, изменению величины магнитного потока в аксиальном магнитопроводе статора асинхронного преобразователя частоты и восстановлению величины выходного напряжения до стабилизируемого уровня.The value of the output voltage of the axial frequency converter is measured using an output voltage and frequency meter, from the second output of which a signal is taken based on the deviation of the output voltage from the stabilized level and fed to the input of the output voltage corrector. From the second output of the output voltage corrector, the corresponding voltage is applied to the corrective winding. This leads to a change in the electric current in it, and, accordingly, a change in the magnitude of the magnetic flux in the axial magnetic circuit of the stator of the asynchronous frequency converter and the restoration of the output voltage to a stabilized level.
Уменьшение длительности переходного процесса регулирования выходного напряжения при изменении тока нагрузки преобразователя достигается за счет установки между задней поверхностью корпуса и аксиальным магнитопроводом статора асинхронного преобразователя частоты магнитного шунта и укладки в пазы его аксиального магнитопровода компаундирующей обмотки асинхронного преобразователя частоты, последовательным соединением ее с дополнительной обмоткой возбуждения синхронного двигателя и подключением этого последовательного соединения обмоток к выходу выпрямительного устройства, вход которого подключен к началам фаз трехфазной статорной обмотки асинхронного преобразователя частоты. Посредством компаундирующей обмотки осуществляется регулирование выходного напряжения предлагаемого преобразователя частоты по «возмущению», что и приводит к уменьшению длительности переходного процесса.Reducing the duration of the transient regulation of the output voltage with a change in the load current of the converter is achieved by installing a magnetic shunt between the rear surface of the housing and the axial magnetic circuit of the stator of the asynchronous frequency converter and laying the compounding winding of the asynchronous frequency converter in the grooves of its axial magnetic circuit, connecting it in series with an additional excitation winding of the synchronous motor and connecting this series connection of the windings to the output of the rectifier, the input of which is connected to the beginning of the phases of the three-phase stator winding of the asynchronous frequency converter. By means of the compounding winding, the output voltage of the proposed frequency converter is regulated by "perturbation", which leads to a decrease in the duration of the transient.
Уменьшение колебаний частоты выходного напряжения при изменении тока нагрузки преобразователя обеспечивается за счет дополнительной укладки в пазы аксиального магнитопровода индуктора синхронного двигателя демпферной короткозамкнутой обмотки. Уменьшение колебаний частоты выходного напряжения достигается путем демпфирования колебаний угловой скорости вращения вала. При возникновении колебаний угловой скорости вращения вала в демпферной короткозамкнутой обмотке наводится дополнительная ЭДС, под действием которой в демпферной короткозамкнутой обмотке протекает электрический ток, который взаимодействует с вращающимся магнитным полем, наводимым токами, протекающими в фазах трехфазной обмотки якоря синхронного двигателя. В результате этого взаимодействия возникают тормозящие моменты, которые уменьшают колебания вала и, соответственно, колебания частоты выходного напряжения.Reduction of fluctuations in the frequency of the output voltage with a change in the load current of the converter is provided by additional laying in the grooves of the axial magnetic circuit of the inductor of the synchronous motor of the damper short-circuited winding. Reduction of fluctuations in the frequency of the output voltage is achieved by damping fluctuations in the angular velocity of rotation of the shaft. When fluctuations in the angular velocity of the shaft rotation occur in the damper short-circuited winding, an additional EMF is induced, under the influence of which an electric current flows in the damper short-circuited winding, which interacts with a rotating magnetic field induced by currents flowing in the phases of the three-phase armature winding of a synchronous motor. As a result of this interaction, braking torques arise, which reduce the vibrations of the shaft and, accordingly, the fluctuations in the frequency of the output voltage.
Повышение коэффициента мощности (cos ϕ) преобразователя достигается за счет укладки в пазы аксиального магнитопровода индуктора синхронного двигателя дополнительной обмотки возбуждения, последовательным соединением ее с компаундирующей обмоткой асинхронного преобразователя частоты и подключением этого последовательного соединения обмоток к выходу выпрямительного устройства, вход которого подключен к началам фаз трехфазной статорной обмотки асинхронного преобразователя частоты. При нагрузке аксиального преобразователя частоты по дополнительной обмотке возбуждения протекает электрический ток, который создает дополнительный магнитный поток возбуждения синхронного двигателя, суммирующийся с основным магнитным потоком, создаваемым основной обмоткой возбуждения синхронного двигателя. Это приводит к перевозбуждению синхронного двигателя и отдаче им реактивной мощности в первичную сеть. А это, в свою очередь, приводит к увеличению коэффициента мощности (cos ϕ) преобразователя частоты.An increase in the power factor (cos ϕ) of the converter is achieved by laying an additional excitation winding in the grooves of the axial magnetic circuit of the inductor of the synchronous motor, connecting it in series with the compounding winding of the asynchronous frequency converter and connecting this series connection of the windings to the output of the rectifier, the input of which is connected to the beginnings of the phases of the three-phase stator winding of an asynchronous frequency converter. When the axial frequency converter is loaded, an electric current flows through the additional excitation winding, which creates an additional excitation magnetic flux of the synchronous motor, which is added to the main magnetic flux created by the main excitation winding of the synchronous motor. This leads to overexcitation of the synchronous motor and the transfer of reactive power to the primary network. And this, in turn, leads to an increase in the power factor (cos ϕ) of the frequency converter.
Повышение надежности аксиального преобразователя частоты достигается за счет дополнительной установки пускового сопротивления и реле переключения основной обмотки возбуждения синхронного двигателя, а также выполнения основной обмотки возбуждения синхронного двигателя с возможностью подключения к первому выходу корректора выходного напряжения и соединения обмотки управления реле переключения основной обмотки возбуждения синхронного двигателя с первым выходом измерителя выходного напряжения и частоты.An increase in the reliability of the axial frequency converter is achieved by additionally installing a starting resistance and a switching relay of the main excitation winding of the synchronous motor, as well as making the main excitation winding of the synchronous motor with the possibility of connecting to the first output of the output voltage corrector and connecting the control winding of the switching relay of the main excitation winding of the synchronous motor with the first output of the output voltage and frequency meter.
Пусковое сопротивление шунтирует основную обмотку возбуждения синхронного двигателя в момент его пуска, обеспечивая ее защиту в этот момент от наведения в ней высокого напряжения и возможного пробоя. По окончании пуска (при достижении угловой скорости вращения ротора ω1 значения, близкого к значению угловой скорости вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого электрическими токами, протекающими в фазах трехфазной обмотки якоря синхронного двигателя), напряжение, снимаемое с первого выхода измерителя выходного напряжения и частоты и подаваемое на обмотку управления реле переключения основной обмотки возбуждения синхронного двигателя обеспечивает переключение основной обмотки возбуждения с пускового сопротивления на первый выход корректора выходного напряжения и переход синхронного двигателя в рабочий режим.The starting resistance shunts the main excitation winding of the synchronous motor at the moment of its start-up, ensuring its protection at this moment from inducing high voltage in it and possible breakdown. At the end of the start (when the angular speed of rotation of the rotor ω 1 reaches a value close to the value of the angular speed of rotation of the rotating magnetic field created by electric currents flowing in the phases of the three-phase armature winding of the synchronous motor), the voltage taken from the first output of the output voltage and frequency meter and the switching relay of the main excitation winding of the synchronous motor supplied to the control winding ensures the switching of the main excitation winding from the starting resistance to the first output of the output voltage corrector and the transition of the synchronous motor to the operating mode.
Повышение надежности достигается также за счет усиления жесткости конструкции ротора путем механического соединения между собой двух частей ротора (аксиального магнитопровода ротора асинхронного преобразователя частоты и аксиального магнитопровода якоря синхронного двигателя) и жесткого закрепления их соосно друг другу на валу посредством роторного диска.An increase in reliability is also achieved by strengthening the rigidity of the rotor structure by mechanically connecting two parts of the rotor (the axial magnetic circuit of the rotor of the asynchronous frequency converter and the axial magnetic circuit of the armature of the synchronous motor) and rigidly fixing them coaxially to each other on the shaft by means of a rotor disk.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого аксиального преобразователя частоты в разрезе; на фиг. 2 - его электрическая схема.In FIG. 1 shows a general view of the proposed axial frequency converter in section; in fig. 2 - its electrical circuit.
Аксиальный преобразователь частоты содержит корпус 14, синхронный двигатель 30 и асинхронный преобразователь частоты 29, установленные на одном валу 4, закрепленном в корпусе 14 в переднем 6 и заднем 26 подшипниковых узлах, закрытых передним 8 и задним 27 подшипниковыми щитами соответственно.The axial frequency converter includes a
Синхронный двигатель 30 состоит из магнитопровода 18 индуктора, в пазы которого уложена основная обмотка возбуждения 15, и магнитопровода 2 якоря с трехфазной обмоткой 3 якоря. Асинхронный преобразователь частоты 29 состоит из магнитопровода 21 статора с трехфазной статорной обмоткой 20 и магнитопровода 10 ротора с трехфазной роторной обмоткой 11. Трехфазная обмотка 3 якоря синхронного двигателя 30 и трехфазная роторная обмотка 11 асинхронного преобразователя частоты 29 подключены друг по отношению к другу с обратной последовательностью, а их концы соединены с контактными кольцами 5, закрепленными на валу 4, и выполнены с возможностью подключения посредством угольных щеток 7, расположенных на корпусе 14, к первичной сети трехфазного напряжения. Магнитопроводы синхронного двигателя 30 и асинхронного преобразователя частоты 29 выполнены аксиальными. В корпусе 14 дополнительно установлены корректор выходного напряжения 19 с одним входом и первым и вторым выходами, пусковое сопротивление 13 и реле 1 переключения основной обмотки 15 возбуждения синхронного двигателя 30, которая выполнена с возможностью подключения к первому выходу корректора выходного напряжения 19.The
Аксиальный магнитопровод 18 индуктора синхронного двигателя 30 жестко закреплен в корпусе 14 на его задней поверхности. Аксиальный магнитопровод 21 статора асинхронного преобразователя частоты 29 жестко закреплен в корпусе 14 посредством кронштейна 12 на его задней поверхности соосно с аксиальным магнитопроводом 18 индуктора синхронного двигателя 30. Их общей осью симметрии является ось симметрии вала 4.The axial
Аксиальный магнитопровод 21 статора асинхронного преобразователя частоты 29 с трехфазной статорной обмоткой 20 размещен внутри аксиального магнитопровода 18 индуктора синхронного двигателя 30. Аксиальный магнитопровод 10 ротора асинхронного преобразователя частоты 29 и аксиальный магнитопровод 2 якоря синхронного двигателя 30 жестко закреплены на валу 4 посредством роторного диска 9 соосно друг другу, а их общей осью симметрии является ось симметрии вала 4.The axial magnetic circuit 21 of the stator of the
Аксиальный магнитопровод 10 ротора асинхронного преобразователя частоты 29 размещен внутри аксиального магнитопровода 2 якоря синхронного двигателя 30. В пазы аксиального магнитопровода индуктора 18 синхронного двигателя 30 дополнительно уложены демпферная короткозамкнутая обмотка 17 и дополнительная обмотка 16 возбуждения. Между задней поверхностью корпуса 14 и аксиальным магнитопроводом 21 статора асинхронного преобразователя частоты 29 установлен магнитный шунт, содержащий аксиальный магнитопровод 22, в пазы которого уложены корректирующая 23 и компаундирующая 24 обмотки асинхронного преобразователя частоты 29. Во внутренней части аксиального магнитопровода 22 магнитного шунта установлены измеритель выходного напряжения и частоты 25 с одним входом и с первым и вторым выходами и выпрямительное устройство 28. Корректирующая обмотка 23 подключена ко второму выходу корректора выходного напряжения 19. Компаундирующая 24 обмотка асинхронного преобразователя частоты 29 соединена последовательно с дополнительной обмоткой 16 возбуждения синхронного двигателя 30 и подключена к выходу выпрямительного устройства 28, вход которого подключен к началам фаз трехфазной статорной обмотки 20 асинхронного преобразователя частоты 29. Вход измерителя выходного напряжения и частоты 25 подключен к выходу асинхронного преобразователя частоты 29, его первый выход соединен с обмоткой управления реле 1 переключения основной обмотки 15 возбуждения синхронного двигателя 30, а его второй выход соединен со входом корректора выходного напряжения 19.The axial
Аксиальный преобразователь частоты работает следующим образом (фиг. 1, 2).Axial frequency converter operates as follows (Fig. 1, 2).
При подаче трехфазного напряжения (U1, f1) из первичной сети к угольным щеткам 7 с контактными кольцами 5 по фазам трехфазной обмотки 3 якоря синхронного двигателя 30 протекают электрические токи, которые создают вращающееся магнитное поле, которое наводит ЭДС в демпферной короткозамкнутой обмотке 17 синхронного двигателя 30. Под действием этой ЭДС в демпферной короткозамкнутой обмотке 17 протекает электрический ток. Взаимодействие вращающегося магнитного поля, созданного электрическими токами, протекающими по фазам трехфазной обмотки 3 якоря синхронного двигателя 30, с электрическим током демпферной короткозамкнутой обмотки 17 вызывает появление электромагнитного момента, под действием которого ротор (вал 4, закрепленный в корпусе 14 в переднем 6 и заднем 26 подшипниковых узлах, закрытых передним 8 и задним 27 подшипниковыми щитами соответственно, жестко закрепленные на валу 4 посредством роторного диска 9 соосно друг другу аксиальные магнитопровод 10 ротора асинхронного преобразователя частоты 29 и аксиальный магнитопровод 2 якоря синхронного двигателя 30) приходит во вращение с некоторой угловой скоростью ω1 со скольжением.When a three-phase voltage (U 1 , f 1 ) is applied from the primary network to the carbon brushes 7 with
Одновременно трехфазное напряжение из первичной сети (U1, f1) через угольные щетки 7 с контактными кольцами 5 подается на фазы трехфазной роторной обмотки 11 асинхронного преобразователя частоты 29, и по ним протекают электрические токи, которые создают вращающееся магнитное поле, угловая скорость вращения которого относительно ротора определяется формулой:At the same time, a three-phase voltage from the primary network (U 1 , f 1 ) through carbon brushes 7 with
где рАП - число пар полюсов асинхронного преобразователя частоты 29; f1 - частота трехфазного напряжения первичной сети.where p AP - the number of pairs of poles of the
Вращающееся магнитное поле, созданное токами вращающейся с угловой скоростью ω1 трехфазной роторной обмотки 11 асинхронного преобразователя частоты 29, наводит в трехфазной статорной обмотке 20 асинхронного преобразователя частоты 29 ЭДС, частота которой определяется формулой:The rotating magnetic field created by the currents of the three-phase rotor winding 11 of the
где рАП - число пар полюсов асинхронного преобразователя частоты 29; ω2 - угловая скорость вращения магнитного поля, сцепленного с витками трехфазной статорной обмотки 20 асинхронного преобразователя частоты 29, определяемая по формуле:where p AP - the number of pairs of poles of the
где ω1 - угловая скорость вращения ротора; ω0 - угловая скорость вращающегося магнитного поля, создаваемого трехфазной роторной обмоткой 11 асинхронного преобразователя частоты 29, относительно ротора.where ω 1 - angular speed of rotation of the rotor; ω 0 - angular velocity of the rotating magnetic field generated by the three-phase rotor winding 11 of the
Величина ЭДС, наводимой в трехфазной статорной обмотке 20 асинхронного преобразователя частоты 29, выражается формулой:The value of the EMF induced in the three-phase stator winding 20 of the
где С - конструкционный коэффициент, ω2 - угловая скорость вращения магнитного поля, сцепленного с витками трехфазной статорной обмотки 20 асинхронного преобразователя частоты 29; Ф - магнитный поток, создаваемый трехфазной роторной обмоткой 11 асинхронного преобразователя частоты 29.where C - design coefficient, ω 2 - angular velocity of rotation of the magnetic field coupled to the turns of the three-phase stator winding 20 of the
При неподвижном роторе и при пуске преобразователя основная обмотка возбуждения 15 синхронного двигателя 30 зашунтирована пусковым сопротивлением 13.When the rotor is stationary and when starting the converter, the main field winding 15 of the
При достижении угловой скорости вращения ротора ω1 значения, близкого к значению угловой скорости вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого электрическими токами, протекающими в фазах трехфазной обмотки 3 якоря синхронного двигателя 30, значение частоты выходного напряжения, снимаемого с концов фаз трехфазной статорной обмотки 20 асинхронного преобразователя частоты 29, становится близким к заданному значению. Это напряжение поступает на вход измерителя выходного напряжения и частоты 25. С его первого выхода напряжение поступает на обмотку управления реле 1 переключения основной обмотки 15 возбуждения, уложенной в пазы аксиального магнитопровода 18 индуктора синхронного двигателя 30, которое своими контактами переключает основную обмотку возбуждения 15 с пускового сопротивления 13 на первый выход корректора выходного напряжения 19. С первого выхода корректора выходного напряжения 19 на основную обмотку 15 возбуждения синхронного двигателя 30 подается установленное значение напряжения возбуждения синхронного двигателя 30, под действием которого в основной обмотке возбуждения 15 протекает постоянный ток, который вызывает появление синхронизирующего момента, и угловая скорость вращения ω1 ротора становится равной частоте вращения вращающегося магнитного поля:Upon reaching the angular velocity of rotation of the rotor ω 1 value close to the value of the angular velocity of rotation of the rotating magnetic field generated by electric currents flowing in the phases of the three-phase winding 3 of the armature of the
где рСД - число пар полюсов синхронного двигателя 30; f1 - частота напряжения первичной трехфазной сети. Тогда с учетом (1), (2), (3), (5):where p SD - the number of pairs of poles of the
где рАП - число пар полюсов асинхронного преобразователя частоты 29; f1 - частота трехфазного напряжения первичной сети; рСД - число пар полюсов синхронного двигателя 30.where p AP - the number of pairs of poles of the
При подключении нагрузки к выходу аксиального преобразователя частоты (концам трехфазной статорной обмотки 20 асинхронного преобразователя частоты 29) в трехфазной статорной обмотке 20 протекает электрический ток, который выпрямляется выпрямительным устройством 28, и по компаундирующей обмотке 24 асинхронного преобразователя частоты 29 и дополнительной обмотке возбуждения 16 синхронного двигателя 30 протекает постоянный ток, величина которого пропорциональна току нагрузки.When the load is connected to the output of the axial frequency converter (the ends of the three-phase stator winding 20 of the asynchronous frequency converter 29), an electric current flows in the three-phase stator winding 20, which is rectified by the
Протекание тока по компаундирующей обмотке 24 асинхронного преобразователя частоты 29 вызывает подмагничивание аксиального магнитопровода 22 магнитного шунта и вытеснение части магнитного потока в магнитопровод статора 21 асинхронного преобразователя частоты 29, жестко закрепленного в корпусе 14 на его задней поверхности посредством кронштейна 12. Возрастание магнитного потока в магнитопроводе статора 21 приводит к увеличению ЭДС в трехфазной статорной обмотке 20 асинхронного преобразователя частоты 29, определяемой по формуле (4), и соответствующему увеличению значения выходного напряжения U2 аксиального преобразователя частоты.The flow of current through the compounding winding 24 of the
При изменении тока нагрузки величина тока, протекающего по компаундирующей обмотке 24, изменяется. Соответственно, изменяется магнитный поток, пересекающий трехфазную статорную обмотку 20. Это приводит к соответствующему изменению ЭДС, наводимой в трехфазной статорной обмотке 20 (а, соответственно, и выходного напряжения аксиального преобразователя частоты). Так осуществляется регулирование выходного напряжения предлагаемого преобразователя частоты «по возмущению». Такое регулирование обеспечивает уменьшение длительности переходного процесса.When the load current changes, the amount of current flowing through the compounding winding 24 changes. Accordingly, the magnetic flux crossing the three-phase stator winding 20 changes. This leads to a corresponding change in the EMF induced in the three-phase stator winding 20 (and, accordingly, the output voltage of the axial frequency converter). This is how the output voltage of the proposed frequency converter is regulated "by disturbance". Such regulation provides a reduction in the duration of the transient process.
Протекание тока по дополнительной обмотке возбуждения 16 синхронного двигателя 30 обусловливает увеличение синхронизирующего момента и обеспечивает тем самым устойчивость работы синхронного двигателя 30 в рабочем режиме. Кроме того, протекающий по дополнительной обмотке 16 возбуждения электрический ток создает дополнительный магнитный поток возбуждения синхронного двигателя 30, который суммируется с основным магнитным потоком, создаваемым током, протекающим в основной обмотке 15 возбуждения синхронного двигателя 30. Это приводит к перевозбуждению синхронного двигателя 30 и отдаче им реактивной мощности в первичную сеть. А это, в свою очередь, приводит к увеличению коэффициента мощности (cos ϕ) преобразователя частоты.The flow of current through the additional excitation winding 16 of the
Величина выходного напряжения U2 аксиального преобразователя частоты измеряется с помощью измерителя выходного напряжения и частоты 25, со второго выхода которого снимается сигнал по отклонению выходного напряжения от стабилизируемого уровня и подается на вход корректора выходного напряжения 19. Со второго выхода корректора выходного напряжения 19 соответствующее напряжение подается на корректирующую обмотку 23. Это приводит к соответствующему изменению электрического тока в ней, изменению величины магнитного потока в аксиальном магнитопроводе статора 21 и восстановлению величины выходного напряжения U2 до стабилизируемого уровня.The value of the output voltage U 2 of the axial frequency converter is measured using an output voltage and
Таким образом, совокупность представленных признаков позволяет улучшить его эксплуатационно-технических характеристики преобразователя частоты за счет улучшения его массо-габаритных показателей, упрощения технологии изготовления магнитопроводов и сборки преобразователя частоты в целом, улучшения качества электрической энергии путем стабилизации выходного напряжения преобразователя по величине, уменьшения длительности переходного процесса регулирования выходного напряжения и уменьшения колебаний частоты выходного напряжения при изменении тока нагрузки преобразователя, повышения коэффициента мощности cos ϕ, повышения надежности и жесткости конструкции.Thus, the combination of the presented features makes it possible to improve its operational and technical characteristics of the frequency converter by improving its weight and dimensions, simplifying the technology for manufacturing magnetic circuits and assembling the frequency converter as a whole, improving the quality of electrical energy by stabilizing the output voltage of the converter in magnitude, reducing the duration of the transient the process of regulating the output voltage and reducing fluctuations in the frequency of the output voltage when the load current of the converter changes, increasing the power factor cos ϕ, increasing the reliability and rigidity of the structure.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781082C1 true RU2781082C1 (en) | 2022-10-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB728473A (en) * | 1952-01-24 | 1955-04-20 | Kurt Krauss | Improvements relating to alternating current frequency converters |
| SU1757043A1 (en) * | 1990-08-13 | 1992-08-23 | Институт Электродинамики Ан Усср | Contactless frequency converter |
| RU2348097C1 (en) * | 2007-05-08 | 2009-02-27 | Закрытое акционерное общество "Эверест-турбосервис" | Synchronous generator - compensator and method of its operation |
| RU2503117C2 (en) * | 2012-01-18 | 2013-12-27 | Закрытое акционерное общество "Московское техническое бюро" | Rotary frequency changer (versions) |
| US10411579B2 (en) * | 2014-02-20 | 2019-09-10 | Kitada Rotary Enjine Llc | Electric rotating machine |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB728473A (en) * | 1952-01-24 | 1955-04-20 | Kurt Krauss | Improvements relating to alternating current frequency converters |
| SU1757043A1 (en) * | 1990-08-13 | 1992-08-23 | Институт Электродинамики Ан Усср | Contactless frequency converter |
| RU2348097C1 (en) * | 2007-05-08 | 2009-02-27 | Закрытое акционерное общество "Эверест-турбосервис" | Synchronous generator - compensator and method of its operation |
| RU2503117C2 (en) * | 2012-01-18 | 2013-12-27 | Закрытое акционерное общество "Московское техническое бюро" | Rotary frequency changer (versions) |
| US10411579B2 (en) * | 2014-02-20 | 2019-09-10 | Kitada Rotary Enjine Llc | Electric rotating machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4792066B2 (en) | AC excitation synchronous generator and AC excitation synchronous generation system | |
| Chalmers | Electric motor handbook | |
| CA1169125A (en) | Apparatus for controlling high voltage by absorption of capacitive vars | |
| EP2401803B1 (en) | Two conductor winding for an induction motor circuit | |
| WO2013021428A1 (en) | Rotary electrical machine | |
| WO2000031857A1 (en) | Wound-rotor induction motor and energy conversion facility for variable speed electric machine | |
| US6891301B1 (en) | Simplified hybrid-secondary uncluttered machine and method | |
| US20170005555A1 (en) | Asymmetric salient permanent magnet synchronous machine | |
| KR20130051398A (en) | Electromagnetic device | |
| RU2470446C1 (en) | Stabilised axial dc generator | |
| Calfo et al. | Generators for use in electric marine ship propulsion systems | |
| Zhang et al. | Simulation and experimental analysis of a brushless electrically excited synchronous machine with a hybrid rotor | |
| RU2781082C1 (en) | Axial frequency converter | |
| US10574123B2 (en) | Concentric dual rotor electric machine | |
| EP3011662A2 (en) | Rotor for a rotating electrical machine | |
| RU2652102C1 (en) | Ac electronic motor | |
| RU111723U1 (en) | WINDING ASYNCHRONOUS MOTOR | |
| RU107418U1 (en) | COMBINED EXCITATION AC INDUCTION MACHINE | |
| RU2421865C1 (en) | Single-phase electric motor | |
| RU2701169C1 (en) | Small-size dc generating system | |
| RU2660945C2 (en) | Magnetoelectric machine | |
| RU2667661C1 (en) | Method of manufacturing improved magneto-electric machine | |
| CN102013779B (en) | Hybrid excitation permanent magnet motor of quintuple harmonic excitation | |
| EA034958B1 (en) | Axial multiphase non-contact two-input electric machine-generator | |
| WO2019111145A1 (en) | Electronically controlled high efficiency induction motor |