SU1039000A1

SU1039000A1 - Synchronous machine having self-excitation

Info

Publication number: SU1039000A1
Application number: SU823385423A
Authority: SU
Inventors: Станислав Алексеевич Безверхий; Ольга Анатольевна Блохина; Вениамин Петрович Головин
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1982-01-21
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1983-08-30

Abstract

САМОВОЗБУЖДАЕМАЯ СИНХРОННАЯ МАШИНА, содержаща трехфазную обмотку статора и подключенную к ней через две папы вентилей обмотку возбу5кдени , размещенную на роторе, при этом первый конец об .мотки возбуждени подключен к катодам первой пары-вентилей, аноды которых подключены соответственно к первой и второй фазам обмотки статора , а второй конец обмотки возбуждени подключен к анодам второй пары вентилей, катоды которых подключены соответственно к второй и третьей фазам обмотки статора, отличающа с тем, что, с целью упрощени конструкции и уменьшени габаритов, катоды первой пары вентилей соединены с третьей фазой обмотки статора, а аноды второй пары вентилей соединены с первой фазой обмотки статора. (ЛSELF-EXCITABLE SYNCHRONOUS MACHINE containing a three-phase stator winding and a winding excitation winding connected to it via two papes located on the rotor, while the first end of the field winding is connected to the cathodes of the first pair of valves, the anodes of which are connected respectively to the first and second phases of the winding and the second end of the field winding is connected to the anodes of the second pair of valves, the cathodes of which are connected respectively to the second and third phases of the stator winding, which, in order to simplify the design ruktsii and reduce dimensions, the cathodes of the first pair of valves connected to the third stator winding phase, and the anodes of the second pair of valves connected to said first stator winding phase. (L

Description

тГtg

/0./ 0.

JJ

гg

0000

.о.about

////

оabout

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к самовозбуждаемым синхронным машинам, и может быть использовано в синхронных элек трических машинах общепромышленного применени , а также в трехфазных машинах с фазным ротором. Известны самовозбуждаемые- синхро ные машины, содержащие трехфазную симметричную обмотку на статоре, в одну фазу которой включен резистор , и двухфазную обмотку, на роторе , в которую включены вентили flj Однако така машина имеет низкую статическую перегружаемость, обусловленную слабой электромагнитной св зью ме;кду обмотками статора и ро тора в синхронном режиме. Известны также самовозбуждаемые синхронные электрические машины, содержащие трехфазную обмотку на статоре, к которой подключены через трехфазный выпр мительный мост трех фазна обмотка, ротора, а также резистор , подключенный параллельно об мотке ротора 2 . Однако така машина имеет большие размеры, так как содержит шесть вентилей в выпр мительном мосте, а также низкие энергетические показатели (пониженный КПД, обусловленный потер ми мощности в резисторе, подключенном к обмотке возбуждени ). Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности вл етс самовозб.уждаема синхронна машина содержаща две трехфазные обмотки на статоре, которые питаютс от одной трехфазной цепи, причем одна из них соединена звездой, а втора через трехфазный выпр мительный мос содержащий неуправл емые вентили, питает обмотку возбуждени , располо женнук) на роторе. При питании обмотки возбуждени через трехфазный выпр митель, содержащий шесть вентилей , компаундирование оказываетс чрезмерным, однако ограничение величины тока возбуждени достигаетс выполнением каждой фазы обмотк статора из двух параллельных ветвей и подключением выпр мител только к одной из ветвей каждой фа зы. Така машина имеет сложную конс рукцию и увеличенные габариты, так как обмотка статора выполнена секционированной , а выпр мительный мост содержит большое количество вентилей. Цель изобретени - упрощение ко струкции и уменьшение габаритов ма шины. Указанна цель достигаетс тем, что в самовозбуждаемой синхронной машине, содержащей трехфазную обмотку статора и подключенную к ней через две пары вентилей обмотку возбуждени , размещенную на роторе, при этом первый конец обмотки возбуждени подключен к катодам первой пары вентилей, аноды которых подключены соответственно к первой и второй фазам обмотки статора, а второй конец обмотки возбуждени подключен к анодам второй пары вентилей , катоды которых подключены соответственно к второй и третьей фазам обмотки статора, причем, катоды первой пары вентилей соединены с третьей фазой обмотки статора, а аноды второй пары вентилей соединены р первой фазой обмотки статора. На чертеже представлена синхронна машина. К трехфазной статорной обмотке, содержащей фазы 1-3, подключена через две пары вентилей (4,5 и 6,7) обмотка 8 возбуждени , размещенна на роторе. Входные и выходные зажимы упом нутых пар вентилей шунтированы нормально разомкнутыми контактами 9-11. Устройство работает следующим образом. При подключении обмотки статора к трехфазной сети переменного тока и замыкании контактов 9-11 осуществл етс синхронный пуск в .двигательном режиме работы машины. После окончани пуска контакты 9-11 одновременно размыкаютс . По обмотке 8 возбуждени начинает протекать преобразованный ток, а на валу двигател возникает синхронизирующий момент в результате взаимодействи пол статора с током возбуждени . Под действием синхронизирующего момента двигатель вт гиваетс в синхронизм. В синхронном режиме работы с увеличением механической нагрузки на валу двигател ток в обмотке статора возрастает, составл ющие этого тока каждой фазы протекают через вентили 4-7 и обмотку 8 возбуждени , в результате ток возбуждени также возрастает, т.е. автоматически обеспечиваетс компаундирование. Устойчива работа предлагаемой маииины в режиме двигател имеет место только при отстающем коэффициенте мощности. При чрезмерном компаундировании (опережающий козффициент мощности) токи статора и ток ротора взаимно усиливают друг друга (положительна обратна св зь). Это вызывает колебани ротора, ч-то приводит к выпадению машины из синхронизма . Дл обеспечени устойчивой работы требуетс ограничивать ток возбуждени . В предлагаемой машине ограничение тока возбуждени достигаетс заThe invention relates to electrical engineering, namely to self-excited synchronous machines, and can be used in synchronous electric machines of general industrial use, as well as in three-phase machines with a phase rotor. Self-excited synchro machines are known that contain a three-phase symmetrical winding on the stator, in one phase of which a resistor is connected, and a two-phase winding, on the rotor, in which flj valves are included; however, this machine has a low static overload due to a weak electromagnetic coupling between me and the windings. stator and rotor in synchronous mode. Self-excited synchronous electrical machines are also known, which contain a three-phase winding on the stator, to which a three-phase winding, a rotor, and a resistor connected in parallel to the rotor winding 2 are connected via a three-phase rectifying bridge. However, such a machine is large in size, as it contains six gates in the rectifying bridge, as well as low energy indices (reduced efficiency due to power losses in the resistor connected to the field winding). Closest to the proposed technical entity is a self-excited synchronous machine containing two three-phase windings on the stator, which are powered from one three-phase circuit, one of which is connected by a star, and the second through a three-phase rectifying motor containing uncontrolled gates that feeds the excitation winding , located on the rotor. When powering the excitation winding through a three-phase rectifier containing six valves, the compounding is excessive, however, the excitation current is limited by performing each phase of the stator windings from two parallel branches and connecting the rectifier to only one of the branches of each phase. Such a machine has a complex construction and increased dimensions, since the stator winding is made sectionalized, and the rectifying bridge contains a large number of valves. The purpose of the invention is to simplify the construction and reduce the size of the car. This goal is achieved by the fact that in a self-excited synchronous machine containing a three-phase stator winding and an excitation winding placed on the rotor connected to it via two pairs of valves, the first end of the excitation winding is connected to the cathodes of the first pair of valves, the anodes of which are connected to the first and the second phase of the stator winding, and the second end of the excitation winding is connected to the anodes of the second pair of valves, the cathodes of which are connected respectively to the second and third phases of the stator winding, and the cathode The s of the first pair of gates are connected to the third phase of the stator winding, and the anodes of the second pair of gates are connected with the first phase of the stator winding. The drawing shows a synchronous machine. A three-phase stator winding containing phases 1-3 is connected via two pairs of valves (4.5 and 6.7) of the excitation winding 8 placed on the rotor. The input and output clips of the above-mentioned valve pairs are bridged by normally open contacts 9-11. The device works as follows. When the stator winding is connected to a three-phase AC network and the contacts 9-11 are closed, a synchronous start-up is made in the machine's operating mode. After the start is complete, pins 9-11 open at the same time. A transformed current begins to flow through the excitation winding 8, and a synchronizing moment occurs on the motor shaft as a result of the interaction of the stator field with the excitation current. Under the action of the synchronizing torque, the motor is engaged in synchronism. In synchronous operation with an increase in the mechanical load on the motor shaft, the current in the stator winding increases, the components of this current of each phase flow through the valves 4-7 and the excitation winding 8, as a result the excitation current also increases, i.e. compounding is automatically provided. The stable operation of the proposed engine in engine mode takes place only when the power factor is lagging. In case of excessive compounding (leading power factor), the stator currents and the rotor current mutually reinforce each other (positive feedback). This causes the rotor to oscillate, and it causes the machine to fall out of sync. To ensure stable operation, it is necessary to limit the excitation current. In the proposed machine, the excitation current is limited to

счет подключени обмотки статора к обмотке возбуждени через две пары вентилей указанным образом, при этом фазные токи статора замыкаютс , частично мину обмотку возбуждени . Предлагаемое устройство содержит четыре вентил , по сравнению с шесть вентил ми в устройстве - прототипе, что в.едет к уменьшению габаритов машины, а кажда фаза обмотки статора содержит одну ветвь, а не две, by connecting the stator winding to the excitation winding through two pairs of valves in this way, while the stator phase currents are closed, and the excitation winding is partially mine. The proposed device contains four valves, compared with six valves in the device - a prototype, which will reduce the size of the machine, and each phase of the stator winding contains one branch, not two.

как в известном устройстве, что упрощает конструкцию машины.as in the known device, which simplifies the design of the machine.

Предлагаема машина может быть применена дл привода общепромышленных механизмов, требующих посто нства скорости вращени или дл механизмов , не требующих регулировани скорости, т.е. взамен асинхронных двигателей, и может быть выполнена на базе серийных синхронных двигателей .The proposed machine can be used to drive general industrial mechanisms requiring constant rotation speed or for mechanisms that do not require speed control, i.e. instead of asynchronous motors, and can be made on the basis of serial synchronous motors.

Claims

A SELF-EXCITED SYNCHRONOUS MACHINE, comprising a -grechaen stator winding and connected to it through two pairs of valves, an excitation winding located on the rotor, while the first end of the excitation winding is connected to the cathodes of the first pair of valves, the anodes of which are connected respectively to the first and second phases of the stator winding and the second end of the excitation winding is connected to the anodes of the second pair of valves, the cathodes of which are connected respectively to the second and third phases of the stator winding, characterized in that, in order to simplify the design and and to reduce the dimensions, the cathodes of the first pair of valves are connected to the third phase of the stator winding, and the anodes of the second pair of valves are connected to the first phase of the stator winding.