СТАТОРНАЯ ОБМОТКА ДВУХЧАСТОТНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
(51) 7 H02K17/14, H02K3/28
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен
--------------------------------------------------------------------------------
Документ: В формате PDF
(21) Заявка: 2003126832/11
(22) Дата подачи заявки: 2003.09.01
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.09.01
(45) Опубликовано: 2005.04.10
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1376182 A1, 23.02.1986. RU 2176124 C1, 20.11.2001. SU 1086511 А, 15.04.1984. GB 1471522 A, 27.04.1977. GB 1484193 A, 01.09.1977.
(72) Автор(ы): Богатырев Н.И. (RU); Ванурин В.Н. (RU); Темников В.Н. (RU); Белашов В.А. (RU); Силяева Н.В. (RU); Ковалев Д.Н. (RU)
(73) Патентообладатель(и): Кубанский Государственный аграрный университет (RU)
Адрес для переписки: 350044, г.Краснодар, ул. Калинина, 13, КГАУ, ПИО
(54) СТАТОРНАЯ ОБМОТКА ДВУХЧАСТОТНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРАСтаторная обмотка двухчастотного асинхронного генератора, содержащая двенадцать пар концентрически расположенных внешних однослойных и внутренних двухслойных катушек в каждой паре, при этом в первую фазу входят пары 1, 4, 7, 10, во вторую - пары 3, 6, 9, 12, в третью - пары 5, 8, 11, 2 с встречным включением в каждой фазе однослойных и двухслойных катушек разных пар. Первые выводы взяты от начала однослойных катушек пар 1, 3, 5. Вторые выводы образованы от объединенных начал двухслойных и концов однослойных катушек пар 2, 10, 12. Концы двухслойных катушек пар 1, 3, 5 образуют нулевую точку. Обмотки соединены в “звезду” или “двойную звезду”, к которой подключены нагрузка и конденсаторы возбуждения на разную частоту тока. Такое выполнение обмотки позволяет создавать автономные источники энергии на разную частоту тока при одинаковой величине напряжения на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением при фиксированной частоте вращения приводного двигателя. 4 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автономных источников электроэнергии.
Известна статорная обмотка асинхронной машины, содержащая 12 пар концентрически расположенных внешних однослойных и внутренних двухслойных катушек в каждой паре, соединенных определенным образом (Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. -Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001 г.).
Недостаток обмотки заключается в том, что в генераторах автономных источников электроэнергии с фиксированной частотой вращения приводного двигателя она не создает одинаковые по величине напряжения разной частоты.
Известна статорная обмотка асинхронной машины, содержащая 12 пар концентрически расположенных внешних однослойных и внутренних двухслойных катушек в каждой паре, при этом в первую фазу входят 1, 4, 7, 10 пары, во вторую 3, 6, 9, 12 пары, в третью 5, 8, 11, 12 пары с встречным включением в фазе однослойных и двухслойных катушек разных пар, выводы взяты от начал однослойных катушек 1, 3, 5 пар, от объединенных начал однослойных и двухслойных катушек 2, 10, 12 пар, начала двухслойных катушек 7, 9, 11 пар образуют нулевую точку (Авторское свидетельство СССР №1376182, Н 02 К 17/14, 3/28. Трехфазная обмотка с соотношением чисел пар полюсов p1:p2=4:1. 1988 г.).
Недостаток обмотки заключается в том, что в генераторах автономных источников электроэнергии с фиксированной частотой вращения приводного двигателя она не создает одинаковые по величине напряжения разной частоты.
Предлагаемым изобретением решается задача расширения функциональных возможностей обмотки и получение различных частот тока на выходе обмотки при одинаковых по величине напряжениях.
Решение указанной задачи достигается тем, что в статорной обмотке двухчастотного асинхронного генератора, содержащей 12 пар концентрически расположенных внешних однослойных и внутренних двухслойных катушек с включением в первую фазу 1, 4, 7, 10 пар, во вторую 3, 6, 9, 12 пар, в третью 5, 8, 11, 2 пар с встречным включением в фазе однослойных и двухслойных катушек разных пар, с первыми выводами от начал однослойных катушек 1, 3, 5 пар, вторые выводы образованы от объединенных начал двухслойных и концов однослойных катушек 2, 10, 12 пар, а нулевая точка из концов двухслойных катушек 1, 3, 5 пар, при этом обмотки соединены в “звезду” или “двойную звезду”, к которой подключены нагрузка и конденсаторы возбуждения на разную частоту тока.
Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что из обмотки, содержащей 12 пар концентрически расположенных внешних однослойных и внутренних двухслойных катушек, первые выводы взяты от начал однослойных катушек 1, 3, 5 пар, вторые выводы взяты от объединенных начал двухслойных и концов однослойных катушек 2, 10, 12 пар, нулевую точку образуют концы двухслойных катушек 1, 3, 5 пар, при этом обмотки соединяются в “звезду” или “двойную звезду”, к которой подключаются нагрузка и конденсаторы возбуждения на разную частоту тока, в результате такого соединения обеспечивается расширение функциональных возможностей обмотки и получение различных частот тока на выходе обмотки при одинаковых по величине напряжениях.
По данным научно-технической и патентной литературы, авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 показана развернутая схема обмотки;
на фиг.2 показано направление токов в катушках при 16 полюсах;
на фиг.3 показано направление токов в катушках при 4 полюсах;
на фиг.4 показаны схемы включения конденсаторов и нагрузки.
Согласно фиг.1 статорная обмотка двухчастотного асинхронного генератора содержит 12 пар концентрически расположенных внешних однослойных и внутренних двухслойных катушек, выводов 13, 14, 15, 16, 17, 18 и конденсаторы возбуждения 19, 20, 21, при этом в первую фазу входят 1, 4, 7, 10 пары, во вторую 3, 6, 9, 12 пары, в третью 5, 8, 11, 2 пары с встречным включением в фазе однослойных и двухслойных катушек разных пар, первые выводы 14, 16, 17 взяты от начал однослойных катушек 1, 3, 5 пар, вторые выводы 13, 15, 18 взяты от объединенных начал двухслойных и концов однослойных катушек 2, 10, 12 пар, концы двухслойных катушек 1, 3, 5 пар образуют нулевую точку.
Конденсаторы возбуждения 19, 20, 21 для обеспечения требуемых режимов выходного напряжения и частоты могут быть подключены к выводам 18, 15, 13, составляющим “двойную звезду”, или к выводам 14, 16, 17, составляющим “звезду” (фиг.4).
Благодаря принятому соединению соотношение индукций в воздушном зазоре и соотношение витков обмотки при 16 и 4 полюсах позволяет на выводах автономного асинхронного генератора при одной и той же фиксированной частоте вращения приводного двигателя получить практически одинаковое по величине напряжение частотой, например, 200 Гц - на выводах 13, 15, 18 шестнадцатиполюсной обмотки (фиг.2, стороны катушек фазы А обозначены квадратом, фазы В - треугольником и фазы С - кругом) при соединении фаз в две звезды (выводы 14, 16, 17 объединены в нулевую точку) и 50 Гц - на выводах 14, 16, 17 четырехполюсной обмотки (фиг.3) при соединении фаз в “звезду”.
Статорная обмотка двухчастотного асинхронного генератора работает следующим образом.
Режим 1 (фиг.4). Обмотки соединяются в “двойную звезду”. Конденсаторы возбуждения 19-21 и нагрузка включаются на зажимы 13, 15, 18.
При вращении ротора, за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения 19-21, асинхронный генератор самовозбуждается и питает нагрузку с частотой тока, например, 200 Гц.
Режим 2 (фиг.4). Обмотки соединяются в “звезду”, при этом получается четырехполюсная обмотка.
При вращении ротора с той же фиксированной частотой, например, 1500 мин-1 асинхронный генератор самовозбуждается и питает нагрузку с частотой тока 50 Гц.
Предлагаемое техническое решение позволяет создавать двухчастотные автономные источники, используемые в различных отраслях производства.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Статорная обмотка двухчастотного асинхронного генератора, содержащая двенадцать пар концентрически расположенных внешних однослойных и внутренних двухслойных катушек, при этом в первую фазу входят первая, четвертая, седьмая, десятая пары, во вторую - третья, шестая, девятая, двенадцатая пары, в третью - пятая, восьмая, одиннадцатая, вторая пары с встречным включением в каждой фазе однослойных и двухслойных катушек разных пар, а первые выводы взяты от начала однослойных катушек первой, третьей, пятой пар, отличающаяся тем, что вторые выводы образованы от объединенных начал двухслойных и концов однослойных катушек второй, десятой, двенадцатой пар, а нулевая точка - из концов двухслойных катушек первой, третьей, пятой пар, при этом обмотки соединены в “звезду” или “двойную звезду” для подключения к ней нагрузки и конденсаторов возбуждения на различную частоту тока.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
