СТАТОРНАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА ПОВЫШЕННУЮ ЧАСТОТУ ТОКА

СТАТОРНАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА ПОВЫШЕННУЮ ЧАСТОТУ ТОКА


RU (11) 2316879 (13) C1

(51) МПК
H02K 17/14 (2006.01)
H02K 3/28 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006113471/09 
(22) Дата подачи заявки: 2006.04.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.04.20 
(45) Опубликовано: 2008.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2249290 C1, 27.03.2005. RU 2249289 C1, 27.03.2005. RU 2252474 C1, 20.05.2005. RU 2249902 C1, 10.04.2005. EP 0018835 A1, 12.11.1980. GB 1471522 A, 27.04.1977. GB 1484193 A, 01.09.1977. 
(72) Автор(ы): Богатырев Николай Иванович (RU); Ванурин Владимир Николаевич (RU); Лепетухин Виктор Владимирович (RU); Семенов Владимир Михайлович (RU); Ильченко Яков Андреевич (RU); Потешин Михаил Игоревич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (RU) 
Адрес для переписки: 350044, г.Краснодар, Калинина, 13, КГАУ, патентно-информационный отдел 

(54) СТАТОРНАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА ПОВЫШЕННУЮ ЧАСТОТУ ТОКА
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании автономных источников электроэнергии, рассчитанных на повышенную частоту тока. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в улучшении внешней характеристики асинхронного генератора, а также в обеспечении возможности получения в нем различных выходных напряжений при постоянной частоте вращения приводного двигателя. Сущность изобретения состоит в том, что статорная обмотка асинхронного генератора на повышенную частоту тока содержит 18 катушечных групп с выводами от начал 1, 7, 13 катушечных групп, при этом объединены в нулевую точку начала 3, 9, 15 катушечных групп, выводы взяты от объединенных концов 18 и 2 катушечных групп, от объединенных концов 6 и 8 катушечных групп, от объединенных концов 12 и 14 катушечных групп, конец 1 катушечной группы соединен с началом 5 катушечной группы, конец 5 с началом 10, конец 10 с началом 14, начало 12 с концом 3, конец 7 с началом 11, конец 11 с началом 16, конец 16 с началом 2, начало 18 с концом 9, конец 13 с началом 17, конец 17 с началом 4, конец 4 с началом 8, начало 6 катушечной группы с концом 15 катушечной группы, конденсаторы возбуждения С присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки. Изобретение позволяет создавать автономные источники энергии на повышенную частоту и разные напряжения на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автономных источников электроэнергии на повышенную частоту тока.

Известны статорные обмотки асинхронных машин, состоящие из равномерно расположенных по фазам катушечных групп (Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э.Кравчик, М.М.Шлаф, В.И.Афонин, Е.А.Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982).

Недостаток известных обмоток заключается в том, что в асинхронных генераторах автономных источников электроэнергии с фиксированной частотой вращения приводного двигателя они создают напряжение только одной величины.

Известна статорная обмотка из 18 катушечных групп с выводами от начал 3, 9, 15 катушечных групп; конец 1 катушечной группы соединен с началом 10 катушечной группы, конец 3 с началом 12, конец 5 с началом 14, конец 7 с началом 16, конец 9 с началом 18, конец 11 с началом 2, конец 13 с началом 4, конец 15 с началом 6, конец 17 с началом 8; объединены вместе концы 4, 6, 8 катушечных групп, концы 10, 12, 14 катушечных групп, концы 16, 18, 2 катушечных групп; выводы взяты от объединенных начал 5 и 7 катушечных групп, от объединенных начал 11 и 13 катушечных групп и от объединенных начал 17 и 1 катушечных групп (патент RU 2249290. Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора. БИ №9, 2005 - прототип).

Недостаток известной обмотки в том, что она характеризуется повышенным дифференциальным рассеянием от тока нагрузки, что неудовлетворительно сказывается на внешней характеристике асинхронного генератора.

Техническим решением задачи является улучшение внешней характеристики и получение различных выходных напряжений асинхронного генератора при фиксированной частоте вращения приводного двигателя.

Решение указанной задачи достигается тем, что в статорной обмотке асинхронного генератора на повышенную частоту тока из 18 катушечных групп с выводами от начал 1, 7, 13 катушечных групп согласно изобретению объединены в нулевую точку начала 3, 9, 15 катушечных групп, выводы взяты от объединенных концов 18 и 2 катушечных групп, от объединенных концов 6 и 8 катушечных групп, от объединенных концов 12 и 14 катушечных групп; конец 1 катушечной группы соединен с началом 5 катушечной группы, конец 5 с началом 10, конец 10 с началом 14, начало 12 с концом 3, конец 7 с началом 11, конец 11 с началом 16, конец 16 с началом 2, начало 18 с концом 9, конец 13 с началом 17, конец 17 с началом 4, конец 4 с началом 8, начало 6 катушечной группы с концом 15 катушечной группы, а конденсаторы возбуждения С присоединенные к выводам в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки.

Новизна заявляемого технического решения в том, что у статорной обмотки асинхронного генератора на повышенную частоту тока, состоящей из 18 катушечных групп, объединены в нулевую точку начала 3, 9, 15 катушечных групп, выводы взяты от объединенных концов 18 и 2 катушечных групп, от объединенных концов 6 и 8 катушечных групп, от объединенных концов 12 и 14 катушечных групп, конец 1 катушечной группы соединен с началом 5 катушечной группы, конец 5 с началом 10, конец 10 с началом 14, начало 12 с концом 3, конец 7 с началом 11, конец 11 с началом 16, конец 16 с началом 2, начало 18 с концом 9, конец 13 с началом 17, конец 17 с началом 4, конец 4 с началом 8, начало 6 катушечной группы с концом 15 катушечной группы, а конденсаторы возбуждения С присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна 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, поскольку макетный образец асинхронного генератора изготовлен и испытан в лабораторных условиях с целью использования в промышленности.

На фиг.1 показана схема обмотки (точками отмечены стороны катушек с уменьшенным в 2 раза числом витков); на фиг 2 показана схема включения конденсаторов возбуждения.

Согласно фиг.1 обмотка содержит 18 катушечных групп с выводами 19, 20, 21, 22, 23, 24 от начал 1, 7, 13 катушечных групп, от объединенных концов 18 и 2 катушечных групп, от объединенных концов 6 и 8 катушечных групп, от объединенных концов 12 и 14 катушечных групп, в нулевую точку объединены начала 3, 9, 15 катушечных групп, конец 1 катушечной группы соединен с началом 5 катушечной группы, конец 5 с началом 10, конец 10 с началом 14, начало 12 с концом 3, конец 7 с началом 11, конец 11 с началом 16, конец 16 с началом 2, начало 18 с концом 9, конец 13 с началом 17, конец 17 с началом 4, конец 4 с началом 8, начало 6 с концом 15 катушечной группы.

Согласно фиг.2 при включении конденсаторов возбуждения С на выводы 19, 21, 23 у асинхронной машины в режиме генератора автономного источника энергии повышенной частоты тока соотношение ЭДС между выводами 19 и 21 и выводами 20 и 24 составляет 4,9/1 или, например 206/42 В.

Статорная обмотка асинхронного генератора на повышенную частоту тока работает следующим образом.

Конденсаторы возбуждения С подключены к выводам 19, 21, 23. Нагрузка подключается к фазным выводам: 20, 22, 24.

При вращении ротора асинхронного генератора на повышенную частоту тока с номинальной скоростью за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения С происходит процесс самовозбуждения. Соотношение ЭДС между выводами 19, 21, 23 и выводами 20, 22, 24 составляет 4,9/1 или, например 206/42 В.

Таким образом, предлагаемая статорная обмотка асинхронного генератора на повышенную частоту тока позволяет в одном автономном источнике получить несколько независимых напряжений.

В зависимости от технического задания можно изменять сечение катушек и тем самым проектировать источники на различную мощность заданного напряжения.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Статорная обмотка асинхронного генератора на повышенную частоту тока из 18 катушечных групп с выводами от начал 1, 7, 13 катушечных групп, отличающаяся тем, что объединены в нулевую точку начала 3, 9, 15 катушечных групп, выводы взяты от объединенных концов 18 и 2 катушечных групп, от объединенных концов 6 и 8 катушечных групп, от объединенных концов 12 и 14 катушечных групп, конец 1 катушечной группы соединен с началом 5 катушечной группы, конец 5 с началом 10, конец 10 с началом 14, начало 12 с концом 3, конец 7 с началом 11, конец 11 с началом 16, конец 16 с началом 2, начало 18 с концом 9, конец 13 с началом 17, конец 17 с началом 4, конец 4 с началом 8, начало 6 катушечной группы с концом 15 катушечной группы, конденсаторы возбуждения С присоединены к выводам 19, 21, 23 в соответствии с требуемым режимом питания нагрузки.