SU1053235A1 - Одномашинный асинхронно-синхронный преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

ОДНОМАШИННЫЙ АСИНХРОННОСИНХРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С не внополюсными статором и ротором , содержащий на роторе совмещенную обмотку с выводами на три контактных кольца дл  подключени  нагрузки , а на статоре - две дое авочные обмотки и совмещенную, соединен- ную в две параллельные звезды, начат ла которых, образуют трехфазные заCf CZ СЗ жимы с полюсностью , а их нулевые точки - два вывода с полюсностью кажда  дббавочна  обМотка выполнена из одинакового числа распределенных катушечных групп, с концентрическими катушками и в первой добавочной обмотке все группы соединены последовательно , во второй - соединены в Р2 параллельные ветви с управл емым вентилем в каждой ветви, обе добавочные . обмотки соединены последовательно и подключены к выводам нулевых точек совмещенной обмотки статора, причем ось первой группы добавочных обмоток смещена относительно оси 2р, - полюсной несовмещенной обмотки статора на § угол ti.0 - 2г против вращени  ротора , отличающийс  тем, (Л что, с целью расширени  области при ,менени  преобразовател , число катус: шечных групп казкдой добавочной обмотки paiBHo 2р2 и кажда  их группа занимает своими сторонами сплс дную зону f рад,в первойдобавочной обмотке четные группы включены встречно относительно нечетных, во второй -добавочной обмотке группы каждой ветви смесл ; щены на 2 Jlf/p рад и соединены послеCXD 1довательно-согласно, а в ветв х чет:ные группы включены встречно относи- . ьо тельно нечетных групп, где Рл/р;. 2, со р,2,У-угол нагрузки генератора. 2Г СП К2 Tf

Description

Изобретение относитс  к электрома Ц1ИННЫМ преобразовател м частоты, в которых обмотки разнополюсных двигател  и генератора размещены в общем магнитопроводе. Известен асинхронно-синхронный одномашинный преобразователь частоты содержащий входную с полюсностью р дл  асинхронного двигател  и выходную с полюсностью Р2 дл  синхронного генератора обмотки на статоре и две обмотки на роторе - короткозамкт нутую дл  двигател  и- обмотку возбуждени  дл  генератора, питаемую вы пр мленным током через два контактных кольца. Дл  стабилизации выходного напр жени  питание обмотки возбуждени  генератора осуществл етс  через отдельный стабилизирующий тран форматор ClJ. Недостатки такого преобразовател  - сложность конструкции и низкое использование активных материаловi Известен также асинхронно-синхрон ный одномашинный преобразователь час тоты, содержащий одну обмотку совмещенного типа на статора, соединенную в две параллельные ветви, начала которых Образуют трехфазные зажимы с полюсностью р дл  асинхронного двигател , а концы соедине 1ы в два нулевых вывода с полюсностью ру лм  обращенного синхронного генератора, и одну, обмотку совмещенного типа на роторе, фазы которой выполнены с параллельными ветв ми и выведе ны на три контактных кольца дл  подключени  нагрузки. Питание выпр млен ным током нулевых выводов обмотки статора осуществл етс  через вентили от отдельного трехфазного трансформатора или от добавочной трехфазной трансформаторной обмотки с полюсностью р., уложенной в пазах статора C2 Недостаток преобразовател  - м гка  внешн   характеристика генератора , что снижает использование активных материалов. Известен одномашинный преобразова тель -частоты с не внополюсными статором и ротором, содержащий на роторе совмещенную обмотку с выводами на три контактных кольца- дл  подключени  нагрузки, а на статоре - две добавочные обмотки и совмещенную обмот ку, соединенную в две. параллельные звезды, начала которых образуют трех фазные зажимы Дл  полюсности р , а их нулевые точки - два вывода с полюсностью р,.. Кажда  добавочна  обмо ка выполнена из pg распределенных ка тушечных групп с концентрическими ка тушкар и и дл  первой доб аврчной обмот-) ки все р группы рбедине ны последовательно , а дл  второй добавочной обмотки начала всех рд групп соединены в один вывод, а концы через управл емый вентиль в каждой группе в другой вывод, обе добавочные обмотки соединены последовательно и подключены к выводам нулевых точек совмещенной обмотки статора.Кажда  уппа добавочных обмоток занимает своими ст6ронами сплошную зону в Z /PaP flf э ось их начальной группы смещена относительно оси 2 2 °- несовмещенной обмотки статора на угол ot 90 - Ч2г против вращени  ротора, где определ етс  коэффициентом мощности генератора при активно-индуктивной нагрузке .3. Известный преобразователь может выполн тьс  с Р2/Р 7/ 3 целое число , что ограничивает область его применени . . . Цель изобретени  - расширение области применени  преобразовател  путем получени  отношени  p2/P-f - 2. Указанна  цель достигаетс  тем, что дл  одномашинного асинхронносинхронного преобразовател  частоты . с не внополюсными статором и ротором, содержащего на роторе совмещенную обмотку с выводами на три контакт- . ных кольца дл  подключени  нагрузки, а на статоре - две добавочные обмотки и совмещенную, соединенную в две параллельные звезды, начала которых образуют трехфазные зажимы с полюсностью р, а их нулевые точки - два вывода с полюсностью jp-, кажда  добавочна  обмотка выполнена из одинакового числа распределенных катушечных групп с концентрическими катушками и в первой добавочной обмотке все группы соединены последовательно, во второй - соединены в р2 параллельные ветви с управл емым вентилем в каждой ветви, обе добавочные обмотки соединены последовательно и подключены к Ьыводам нулевых точек совмещенной обмотки статора, причем ось первой группы добавочных обмоток смещена относительно оси 2.р -полюсч ной .несовмещенной обмотки статора на угол с(.цУ190 - Ч2г против вращени  ротора, число катушечных групп каждой добавочной обмотки равно 2р2. и кажда  их группа занимает своими сторонами сплошную зону в J/p рад, в первой добавочной обмотке ее четные группы включены встречно относительно нечетных, во второй добавочной обмотке группы каждой ветви смещены на 23(/р рад и соединены последовательно-согласно , а в ветв х четные , группы включены встречно относительно нечетных групп, где pj/P 2, р 2, Ч - угол нагрузки генератора . На фиг. 1 показана схема соединений обмоток статора известного преобразовател ; на фиг. 2 - схема совмещенной обмотки статора с 1 4/2, выполненной известным способом; -на фиг. 3 - интегральна  крива 

несовмещенной (НС.) обмотки с pg 4 при питанииобмотки через нулевые выводы посто ннымтоком; нафиг,4 -интеграна  крива  НС добавочных обмоток статора , созданна  выпр мленным током в обмотках статора ; на фиг. 5 - схе мы добавочных обмоток статора - комг пенсационной (соединени  групп пока эаны сплошными лини ми) и трансформаторной с управл емыми вентил ми в ветв х (срединени  групп -пунктирными лини ми).

На статоре преобразовател  (фиг. уложены совмещенна  обмотка 1с трехфазными зажимами СЗ дл  асинхронного двигател  с. полюсностью р. и нулевыми выводами 0.1 и 02 с пйлюсностью р дл  синхронного генератора f добавочные обмотки - компенсационна  2 с выводами К1 и . и трансформаторна  3 с .выводами Т1 и Т2, имеюща  в каждой ветви управл емые вентили 4. Добавочные обмот.ки соединены последовательно друг с, .другом (к2 с Т1) и подключены к нулевым выводам совмещенной юбмотки (К1 с 02 и Т2 с 01).

На фиг, 2-5 показан пример выполнени  обмоток статора предлагаемого преобразовател  50/100 Гц с р 2 и Р2 4 в 48 пазах. Совмещенна  обмотка статора (фиг. 2)выполнена известным способом. По отношению к. выводам С1 - СЗ она имеет полюсность Р 2 {верхний р д -стрелок направлений токов), а к выводам 01 и 02, питаемым выпр мленным током,рд 4 (нижний р д стрелок направлений то ков). .

;Интегральна  крива  посто нной .НС обмотки Fg с Р2 4 построена на ,фиг. 3. Добавочные обмотки статора выполнены кажда  из 2р 8. катушечных групп с номерами 1 - 8 с концентрическими катушками и кажда  группа занимает своими сторонами сплошную зону в Л/Р2 Л/4 рад (фиг. 5). Дл  компенсационной обмотки с выводами К1 и группы 1-8 соединены последовательно и четные группы 2,4,6,8, включены встречно относительно нечетных групп 1, 3, 5, 7 (соединений групп показаны сплошными лини ми, фиг. 5). Дл  трансформаторной обмотки с выводами Т1 и Т2, содержащей такие же восемь групп, что и в компенсационной обмотке (группы обозначены теми же номерами со шрихом ), группы соединены в pj раллельные ветви и в каждой ветви соединены последовательно согласно р 2 группы, смещенные на 27/р /рад; группы 1 и 5 дл  первой ветви , группы 2 и б дл  второй ветви, группы З и 7 дл  третьей ветви, группы 4 и 8 дл  четвертой ветви. Начала -групп 1 , З и групп 2 , 4 образуют вывод Т1, а концы групп 5, 7 и начала групп б, 8, соединенные кажда  через управл емый вентиль , образуют вывод Т2. Направлени  посто нной составл ющей выпр мленного тока в добавочных обмотках показаны стрелками на фиг. 5, а на фиг.4 построена интегральна  крива  НС FH -t- F, созданна  этим током. Угол otjf смещени  в пространстве оси первой группы добавочнь1х обмоток относительHO оси НС 2р2 8 - полюсного пол  совмещенной обмотки статора равен 60 электрических градусов, что примерно соответствует активно-индуктивной нагрузке генератора с cos Чгг 0,8 ( ).

Управл емые вентили 4 (фиг. 1) позвол ют обеспечить автоматическое изменение выпр мленного тока в цепи, образованной добавочными обмотками и совмещенной статорной обмоткой,

и получить жесткую внешнюю характеристику генератора за счет компенсации ее реакции  кор  F при помощи компенсационной обмотки 2. Параметры компенсационной обмотки выбираютс  из услови  равенства НС F , + F. FQ

дл  номинальной нагрузки. Обе добавочные обмотки вместе с совмещенной обмоткой статора участвуют в создании пол  возбуждени  генератора при холостом ходе, и- посто нна  НС F трансформаторной обмотки усиливает НС F| компенсационной обмотки при нагрузке. Эти обсто тельства улучшают использование меди статора и повьзшают энергетические показатели преобразовател .

Компенсационна  и тра.нсформаторна  дополнительные обмотки выполн ютс  из одинаковых катушечных групп и располагаютс  в пазах в два сло : один слой - дл  катушек компенсационной обмотки, другой - дл  катушек трансформаторной обмотки; не изолируютс  одна от другой, так как  вл ютс  низковольтными. Эти обмотки целесообразно укладывать на дно паза.

Claims (1)

1. (57 ОДНОМАШИННЫЙ АСИНХРОННОСИНХРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ с неявнополюсными статором и ротором, содержащий на роторе совмещен-: ную обмотку с выводами на три контактных кольца для подключения нагрузки, а на статоре - две добавочные обмотки и совмещенную, соединенную в две параллельные звезды, начала которых образуют, трехфазные за- смещена относительно оси 2р^ - полюсной несовмещенной обмотки статора на уголс^^ЭО - ^2г против вращения ро- s тора, отличающийся тем, что, с целью расширения области при.менения преобразователя, число катушечных групп каждой добавочной обмотки равно 2р₂ и каждая их группа занимает своими сторонами сплошную зону f J?/p₂ рад,в первойдобавочной обмотке четные группы включены встречно относительно нечетных, во второй добавочной обмотке группы каждой ветви смещены на 2J/p₄ рад и соединены после;довательно-согласно, а в ветвях четные группы включены встречно относи- . тельно нечетных групп, где ρ₂/ρ^= ²» р^Х^у-угол нагрузки генератора.