SU31501A1 - Самовозбуждающа с синхронна машина - Google Patents

Description

В ОСНОВНОМ патенте № 1648 описано устройство коллектора и щеток дл  коллекторных машин переменного тока, в котором щетки выполнены конструктивно в виде коллектора, соединенного с фазовой вторичной обмоткой, а коллектор в виде щеток, соединенных с замкнутой регулирующей обмоткой; таким образом, несмотр  на то, что в электрическом отношении получаютс  вращающиес  щетки и неподвижный коллектор , в конструктивном выполнении получаетс  вращающийс  коллектор и неподвижные щетки. В указанном устройстве вращающийс  коллектор имеет равномерно распределенные по окр жности рабочие пластины, соединенные с отдельными фазами многофазной обмотки ротора, и нерабочие пластины, вставленные в равном числе между рабочими пластинами и не соединенные с об чоткой; неподвижные же щетки равномерно распределены по окружности коллектора и соединены с отдельными секци ми многофазной замкнутой обмотки статора. Подобна  система из щеток и коллектора предлагаетс , согласно насто щему изобретению , в применении к самовозбуждающейс  синхронной машине.

Как известно, генераторы посто ннбго тока и синхронные мащины переменного

(244)

тока должны возбуждатьс  посто нным током. Но в то врем  как в генераторах посто нного тска примен етс  самовозбуждение , синхронные машины переменного тока возбуждаютс  от постороннего источн)ка посто нного тока. Таким источником  вл етс  специальный ггн ратор посто нного тока - возбудитель, ооычно сид щий на одном валу с ротором -возбуж;;аемой им синхронноймашины. Таким образом, синхронна  машина представл ет собой в большинстве случаев комбинацию двух машин: собС1венно синхронной машины и возбудител . Недостатки , св занные с этим, следующие Несмотр  на малую сравнительно мощность возбудител , стоимость его довольно значительна; возбудитель занимает сравнительно много места подлине: машины; возбудитель, как самосто тельна  машина, может  вл тьс  источником, различного рода аварий. Дл  устраньми этих недостатков, согласно изобретению,, синхронна  машина снабжаетс  добавочной обмоткой, в которой индуктируетс  переменный ток, причем эта обмотка электрически соединена с обмоткой возбуждени  вышеуказанной системой иэ8 коллектора и щеток.

На чертеже фиг. 1 изображает схему самовозбуждающейс  синхронной маг

шины трехфазного тока и фиг. 2-схему части добавочной обмотки и коллектора. Добавочна  обмотка 2 (фиг. 1) уложена в тех же пазах статора S-5, в которых лежит основна  обмотка /  кор  синхронной машины. Отдельные витки эгой обмотки присоединены к неподвижной щеточной системе , играющей роль коллектора. На вал ротора R-R машины насажен коллектор, состо щий из рабочих пластин 5 и 7 и нерабочих промежуточных пластин 5. Рабочие пластины и 7, соединены между собой через одну и играют роль щеток. Обмотка возбуждени  5 намагничивает полюса магнитной системы (индукторов),  вл ющейс  общей как дп  основной обмотки 1 синхронной машины, так и дл  добавочной обмотки 2, и соедин етс  с пластинами 4. Таким образом, добавочна  обмотка 2, система из щеток 4 и коллекторных пластин 5, 7 и 5 совместно с обмоткрй возбуждени  5, представл ют собой встроенный генератор посто нного тока, служащий источником посто нного тока дл  возбуждени  синхронной машины . По сравнению с нормал|эным возбудителем встроенный генератор будет гораздо экономичнее: он не будет иметь своих полюсов (из железа и ) и своего железа дл  проведени  магнитного потока, так как эта часть машины у него будет обща  с альтернатором; что же касаетс  обмотки  кор  2, то так как она будет пересекатьс  потоком со значительно большей скоростью (при той же окружной скорости линейна  скорость на окружности статора альтернатора изза его большего диаметра будег- значительно больше, чем у нормального возбудител )-расход меди на эту добавочную обмотку будет меньше, чем на обмотку нормального  кор . Дл  того, чтобы коллектор имел достаточное число активных пластин (электрических щеток) машина должна иметь больщое число полюсов. Поэтому самовозбуждающа с  синхронна  машина может иметь главное применение дл  средних и тихоходных машин, которые обыч(но выполн ютс  с  вно выраженными полюсами. Дл  уменьшени  числа щеток (пластин) целесообразно примен ть специальную обмотку (фиг. 2), котора  должна быть устроена таким образом, чтобы в каждый данный

момент щеток, соединенных с этой обмоткой , касалась бы только одна пластина одной пол рности (не счита   влений коммутации). Дл  этого число щеток п должно быть взаимно простым с числом пар полюсов р. Напр. дл  / 1б, число щеток может быть д 3, 5, 7, 9, 11, 13,15, 17 и т. д. Ясно, что чем больше п, тем меньше пульсаци  э. д. с. Но так как больша  самоиндукци  обмотки возбуждени  сглаживает пульсации тока, число щеток п может быть вз то достаточно малым, обычно лишь незначительно большим числа щеток нормального возбудител . Добавочна  обмотка с числрм секций, пропорциональным  , не может быть соверщенно симметрично уложена во все пазы статора. Но эта несимметричность может быть соответствующим выбором обмотки доведена до минимума. Кроме того, следует отметить, что несимметричность гораздо более опасна дл  двигател , чем дл  генератора , да еще с посто нным полем.

Дл  регулировки тока возбуждени  один из проводов, соедин ющих обмотки возбуждени  3 с пластинами 6 и 7, должен быть разрезан и оба конца его присоединены к кольцам 8,9 на эти кольца наложены неподвижные щетки, а к ним приключен регулируемый реостат 10. Дл  возможности независимого возбуждени  должно быть установлено еще одно кольцо //.

При пуске в ход генератор самовозбуждаетс , как, и .машина посто нного тока: поле остаточного магнетизма полюсов индуктирует э. д. с. в добавочной обмотке; эта э. д. с- посылает ток в обмотку возбуждени  генератора, поле усиливаетс  и т. д.

Коммутаци  добавочной обмотки, по данным автора, происходит без искрени . В короткозамыкаемой секции будут индуктироватьс  электродвижущие си//ы реактивна  (само- и взаимоиндукции) и трансформаторна  - от внешних полей, пересекаемых секцией. Реактивна  электродвижуща  сила будет весьма мала, так как добавочна  обмотка 2, распред ленна  по всей окружности статора, будет иметь малую линейную нагрузку. Tj-ансформаторна  электродвижуща  сила йудет при неизменной нагрузке посто нной, так как коллектор, враща сь синхронно

с полем, будет замыкать накоротко секции в тот момент, когда эти секции наход тс  в том же поле (как и в машине посто нного тока); таким образом, эта электродвижуща  сила будет зависеть от сдвига щеток. Индуктировать трансформаторную э. д. с. будут следующие пол : 1) поле добавочной обмотки, но этим полем, в виду ничтожного AS обмотки, можно пренебречь, хот  некоторую опасность могут представить небольшие, но быстрые пульсации этого пол , но практика машин посто нного тока с небольшим числом коллекторных пластин показала , что и здесь коммутаци  проходит удовлетворительно; 2) поперечное поле .реакции  кор  альтернатора, сила какового пол  будет зависеть от величины и характера (cos а) нагрузки, но в виду того, что поперечное поле образовано между  сно выраженными полюсами, т.-е. в месте очень большого зазора, оно будет сравни1 ельно невелико, а кроме того э.д. с- от этого пол  может быть уменьшена и даже уничтожена надлежащим сдвигом (цеток (в данном случае против вращени  ротора); 3) поле же полюсов будет индуктиррвать компенсирующую электродвижущую силу.

Предмет изобретени .,

1.Самовозбуждающа с  синхронна  машинаС вращающимис  полюсами, отличающа с  тем, что обмотка 3 полюсов машины электрически соединена с добавочной обмоткой 2, уложенной в пазы статора машины, при посредстве системы из коллектора и щеток, охарактеризованной в патенте № 1648, причем рабочие пластины 6 коллектора соединены с обмоткой полюсов машины.

2.В охарактеризованной в п. 1 синхронной машине применение контактных колец 8,9, служащих дл  включени  последовательно с обмоткой полюсов мащины реостата W с целью регулировани  тока возбуждени .

Фиг. 2.