синхронный генератор

Формула изобретения

Синхронный генератор, содержащий основную трехфазную обмотку статора, основную обмотку ротора, замкнутую на диоды, конденсаторы возбуждения, включенные "треугольником" к трехфазной обмотке статора, отличающийся тем, что введен электромагнитный дроссель, включенный в каждую из фаз обмотки якоря, конденсаторы продольной компенсации, подключенные к свободным выводам дросселя и соединенные в "треугольник", средняя обмотка электромагнитного дросселя включена встречно по отношению к двум другим.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций.

Известны синхронные генераторы [1]. Этот генератор имеет якорь с трехфазной обмоткой, обмотку возбуждения, устройство регулирования тока возбуждения и силовой выпрямитель. В каждый период пульсирующего напряжения происходит заряд конденсатора RC-цепи до величины напряжения, определяемой пороговым элементом. Регулирование величины тока производится за счет изменения постоянной времени RC-цепи, что отрицательно сказывается на внешней характеристике генератора. С другой стороны, обмотка возбуждения питается от основного выпрямителя, что также влияет на динамические свойства источника. Основным недостатком такого устройства является его сложность и в результате этого низкая надежность.

Известно также устройство [2] - синхронный генератор, содержащий основную и дополнительную обмотки статора, основную и дополнительную обмотки ротора, узел обратной связи, снабженный дросселем со сталью, причем соединения обмоток с дросселем соответствуют трехфазной системе. Однако описанное выше устройство достаточно сложно и не обладает необходимыми характеристиками по надежности.

Известны синхронные генераторы [3], содержащие основную и дополнительную трехфазные обмотки статора, смещенные одна относительно другой на 90 эл. градусов.

На роторе размещены основная и дополнительная обмотки статора, а также постоянные магниты для начального возбуждения. Основная трехфазная обмотка статора через первый трехфазный мостовой выпрямитель одними фазными выводами подключена к дополнительной обмотке возбуждения. Два фазных вывода обмотки со стороны подключения нагрузки через выпрямитель обратной связи и делитель напряжения подключены к входу регулирующего элемента с дискретной схемой управления, а силовой выход последнего подключен между одним выходом конденсатора фильтра и первым выводом основной обмотки возбуждения.

Второй вывод данной обмотки соединен с другим выводом конденсатора фильтра, а дополнительная трехфазная обмотка статора соединена с входом второго трехфазного мостового выпрямителя, на выходе которого подключен указанный конденсатор фильтра.

Недостатком данного синхронного генератора является наличие дополнительной трехфазной обмотки на статоре, дополнительной обмотки возбуждения на роторе, двух трехфазных мостовых выпрямителей, щеточных контактов, подводящих выпрямительный ток к обмотке ротора, что снижает технологичность изготовления генератора и его надежность работы в эксплуатационных условиях. С другой стороны, наличие постоянных магнитов на роторе вносит искажения в форму магнитного поля генератора. Данное устройство, как наиболее близкое к предложенному, принято за прототип.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности синхронного генератора и улучшение технологичности его изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что синхронный генератор, содержащий основную трехфазную обмотку статора, основную обмотку ротора, замкнутую на диоды, конденсаторы возбуждения, включенные "треугольником" к трехфазный обмотке статора. Он отличается тем, что электромагнитный дроссель выполнен таким образом, что обмотки его замыкаются в нулевую точку через конденсаторы продольной компенсации, средняя обмотка электромагнитного дросселя включена встречно по отношению к двум другим.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема синхронного генератора. Синхронный генератор содержит статор 1 с основной обмоткой, соединенной в "треугольник", конденсаторы возбуждения 2, подключенные "треугольником" к точкам соединения основных обмоток ротора 3, катушки которого зашунтированы диодами 4, электромагнитный дроссель 5, включенный в каждую из фаз, и конденсаторы продольной компенсации 6, подключенные к свободным выводам дросселя и соединенные в "треугольник". Средняя обмотка дросселя 5 подключена по отношению к двум другим встречно.

Синхронный генератор работает следующим образом. При определенной скорости вращения за счет остаточного магнитного потока и конденсаторов возбуждения наводится Э.Д.С. в трехфазной обмотке статора. При подключении нагрузки реактивная ее составляющая компенсируется за счет конденсаторов продольной компенсации, т. к. ток нагрузки увеличивает степень насыщения магнитной системы генератора, что меняет индуктивное сопротивление его обмоток, это в свою очередь приводит к росту емкостного тока от конденсаторов продольной компенсации при уменьшении индуктивного сопротивления электромагнитного дросселя, шунтируемого уменьшающимся индуктивным сопротивлением статора генератора при его насыщении.

Таким образом поддерживается стабильность напряжения при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной, а также осуществляется возможность подключения индуктивной нагрузки соизмеримой мощности.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо. Экспериментальный образец синхронного бесщеточного генератора мощностью 5 кВА испытан в лабораторных условиях. Испытания показали, что генератор обеспечивает питание активной и индуктивной нагрузок с достаточной степенью стабилизации выходного напряжения в пределах, регламентируемых стандартами.

Таким образом, предложенное устройство обладает повышенной надежностью и технологичностью изготовления. Приведенные сведения доказывают возможность его реализации.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 1333496, МКИ В 23 К 9/00, 1987 г.

2. Патент РФ 2130369, МКИ В 23 К 9/06,1999 г.

3. Авторское свид. СССР 1358732, МКИ В 23 К 9/00, 1988 г.