электрическая машина

Формула изобретения

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая якорь, магнитную систему с обмоткой возбуждения, компенсационные обмотки, расположенные на наружной поверхности во взаимноперпендикулярных направлениях, при этом секции компенсационных обмоток соединены последовательно с обмоткой возбуждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности компенсации постоянных магнитных моментов, надежности и упрощения конструкции, снабжена регулировочными элементами и нагрузочным сопротивлением, каждая из компенсирующих обмоток снабжена дополнительными секциями соединенными последовательно с нагрузочным сопротивлением и подключенными параллельно обмотке возбуждения, а регулировочные элементы подключены параллельно каждой из дополнительных секций компенсационных обмоток.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромашиностроению и касается электрических машин постоянного тока, обращенных синхронных машин, когтевых электрических машин и других типов машин в маломагнитном исполнении, у которых постоянный магнитный момент определяется полем обмотки возбуждения.

Наиболее близкой к предлагаемой, взятой за прототип, является электрическая машина, содержащая якорь, магнитную систему с обмоткой возбуждения и компенсационные обмотки, расположенные на наружной поверхности во взаимно перпендикулярных направлениях, при этом секции компенсационных обмоток соединены последовательно с обмоткой возбуждения. Количество секций обмотки для компенсации внешний полей рассеяния обмотки возбуждения равно числу полюсов машины.

Процесс настройки такой обмотки для компенсации трех компонент дипольного магнитного момента сложен и требует больших затрат времени, что в производственных условиях неприемлемо. Существенным недостатком известной конструкции является также низкая точность компенсации при последовательном соединении компенсационных обмоток с обмоткой возбуждения. Регулировка компенсирующего момента производится только изменением числа витков компенсационной обмотки. Ошибка в компенсации при этом определяется ампер-витков секции и может составить недопустимо большую величину. Кроме того, при изменении числа витков компенсационной обмотки меняется сопротивление, а следовательно, и ток возбуждения. Для сохранения режима работы электрической машины ток возбуждения должен быть практически неизменным.

Цель изобретения повышение эффективности компенсации постоянных магнитных моментов, надежности и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается за счет того, что в электрической машине, содержащей якорь, магнитную систему с обмоткой возбуждения и компенсационные обмотки, расположенные на наружной поверхности во взаимно перпендикулярных направлениях, секции компенсационных обмоток соединены последовательно с обмоткой возбуждения, снабжены регулировочными элементами и нагрузочным сопротивлением, каждая из компенсационных обмоток снабжена дополнительными секциями, соединенными последовательно с нагрузочным сопротивлением и подключенными параллельно обмотке возбуждения, а регулировочные элементы подключены параллельно каждой из дополнительных секций компенсационных обмоток.

Новизна изобретения состоит в новой совокупности известных признаков.

Существенность отличий подтверждается тем, что совокупность обладает новым свойством, выраженным в возможности производить более точную настройку устройства компенсации, не снижая при этом надежность основной цепи возбуждения машины. Для получения высокоэффективной компенсации контурные обмотки содержат секции, включенные последовательно с обмоткой возбуждения, и секции, включенные параллельно с обмоткой возбуждения и последовательно с нагрузочным сопротивлением. Поскольку величина нагрузочного сопротивления на порядок и более превышает сопротивление обмотки возбуждения, значительно снижается ток, ответвляющийся в параллельные секции компенсационной обмотки и пропорционально снижается погрешность компенсации, определяемая ампер-витком параллельной секции обмотки. Точная настройка производится изменением числа витков параллельных секций и регулировкой тока в них с помощью шунтирующих регулировочных элементов, например сопротивлений. При настройке системы компенсации ток в обмотке возбуждения практически не меняется, т.е. режим работы электрической машины остается неизменным. Одновременно обеспечивается высокая надежность цепи возбуждения и, следовательно, всей машины. Для упрощения конструкции машины контурные компенсационные обмотки, размещенные в трех взаимно перпендикулярных направлениях, соединены между собой последовательно.

На фиг. 1 показана схема размещения компенсационных обмоток на машине в трех взаимно перпендикулярных направлениях; на фиг.2 схема включения компенсационных обмоток.

Компенсационные обмотки 1 размещены на наружной поверхности корпуса 2 электрической машины в трех взаимно перпендикулярных направлениях КО1; КО1"; КО2; КО2"; КО3; КО3" и выполнены в виде седлообразных катушек (фиг.1).

Компенсационные обмотки содержат секции, включенные последовательно с обмоткой возбуждения (фиг.2) ОВ КО1", КО2", КО3" и секции, включенные параллельно обмотке возбуждения КО1, КО2, КО3 и последовательно с нагрузочным сопротивлением R, величина которого на порядок и более превышает сопротивление обмотки возбуждения. Секции компенсационной обмотки КО1, КО2, КО3 имеют отпайки, выведенные на клеммные колодки и шунтирующие сопротивления Rш1, Rш2, Rш3 для дополнительной настройки компенсации. Контурные компенсационные обмотки КО1, КО2, КО3 и ЕО1", КО2", КО3" соединены между собой последовательно.

C помощью последовательно соединенных с обмоткой возбуждения ОВ секций К01", KO2", KO3" обеспечиваются компенсации дипольных моментов с точностью до момента одного ампер-витка этих секций. Поскольку по секциям протекает полный ток возбуждения, точность компенсации относительно невысока. Однако эти секции необходимы для компенсации дипольных моментов основного потока внешнего рассеяния. Окончательная настройка компенсации осуществляется с помощью секций КО1, КО2, КО3. При работе без шунтирующих сопротивлений Rш1, Rш2, Rш3 погрешность компенсации магнитный момент одного ампер-витка этих секций.

Поскольку нагрузочное сопротивление выбирается на порядок больше сопротивления обмотки возбуждения, токи и моменты параллельных секций уменьшаются, а точность компенсации пропорционально увеличивается (на порядок и более). Еще лучшая компенсация достигается с помощью шунтирующих сопротивлений Rш1, Rш2, Rш3, изменяющих ток, а следовательно, и дипольный момент секций. Настройка секций компенсационной обмотки КО1, КО2, КО3 не влияет на работу электрической машины, поскольку она приводит к изменению тока, составляющего 10% тока обмотки возбуждения. При этом достигается высокая надежность работы машины, так как нарушения в цепи обмоток КО1, КО2, КО3 не влияют на работоспособность машины в целом. Последовательное соединение секций КО1, КО2, КО3 и КО1", КО2", КО3" упрощает конструкцию машины.

Технико-экономический эффект состоит в повышении эффективности снижения магнитных моментов постоянного тока обмотки возбуждения, обеспечении надежности и упрощении конструкции электрической машины.