Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється
Розглядаються особливості конструкції і фізичних процесів в безконтактній синхронній машині зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється.
Gespeichert in:
| Datum: | 2006 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2006
|
| Schriftenreihe: | Електротехніка і електромеханіка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142688 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється / О.В. Клементьєв // Електротехніка і електромеханіка. — 2006. — № 2. — С. 30-31. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-142688 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1426882018-10-14T01:23:54Z Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється Клементьєв, О.В. Електричні машини та апарати Розглядаються особливості конструкції і фізичних процесів в безконтактній синхронній машині зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється. Рассматриваются особенности конструкции и физических процессов в бесконтактной синхронной машине с периодически изменяющейся структурой обмотки ротора. In the article, some features of design and physical processes in a noncontact synchronous machine with an alternating rotor winding structure are examined. 2006 Article Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється / О.В. Клементьєв // Електротехніка і електромеханіка. — 2006. — № 2. — С. 30-31. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 2074-272X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142688 621.313.001.24 uk Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати |
| spellingShingle |
Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Клементьєв, О.В. Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється Електротехніка і електромеханіка |
| description |
Розглядаються особливості конструкції і фізичних процесів в безконтактній синхронній машині зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється. |
| format |
Article |
| author |
Клементьєв, О.В. |
| author_facet |
Клементьєв, О.В. |
| author_sort |
Клементьєв, О.В. |
| title |
Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється |
| title_short |
Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється |
| title_full |
Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється |
| title_fullStr |
Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється |
| title_full_unstemmed |
Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється |
| title_sort |
основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється |
| publisher |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Електричні машини та апарати |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142688 |
| citation_txt |
Основні особливості безконтактних суміщених синхронних генераторів зі структурою обмотки ротора, що періодично змінюється / О.В. Клементьєв // Електротехніка і електромеханіка. — 2006. — № 2. — С. 30-31. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| series |
Електротехніка і електромеханіка |
| work_keys_str_mv |
AT klementʹêvov osnovníosoblivostíbezkontaktnihsumíŝenihsinhronnihgeneratorívzístrukturoûobmotkirotoraŝoperíodičnozmínûêtʹsâ |
| first_indexed |
2025-07-10T15:32:09Z |
| last_indexed |
2025-07-10T15:32:09Z |
| _version_ |
1837274531380592640 |
| fulltext |
30 Електротехніка і Електромеханіка. 2006. №2
УДК 621.313.001.24
ОСНОВНІ ОСОБЛИВОСТІ БЕЗКОНТАКТНИХ СУМІЩЕНИХ СИНХРОННИХ
ГЕНЕРАТОРІВ ЗІ СТРУКТУРОЮ ОБМОТКИ РОТОРА, ЩО ПЕРІОДИЧНО
ЗМІНЮЄТЬСЯ
Клементьєв О.В.,
Таврійський регіональний факультет
Херсонського національного технічного університету
Україна, 74900, Нова Каховка, Херсонська обл., вул. Первомайська, 35,
тел. 8-(05549)-40-567, e-mail: nkpi@kahovka.net
Розглядаються особливості конструкції і фізичних процесів в безконтактній синхронній машині зі структурою об-
мотки ротора, що періодично змінюється.
Рассматриваются особенности конструкции и физических процессов в бесконтактной синхронной машине с перио-
дически изменяющейся структурой обмотки ротора.
.
ВСТУП
В цей час на стадії впровадження знаходяться
безконтактні суміщені по магнітопроводу й обмоткам
синхронні машини зі структурою обмотки ротора, що
періодично змінюється. На статорі таких машин роз-
ташовані силова обмотка й обмотка збудження збуд-
ника. Обмотка ротора складається з окремих частин,
які з'єднуються між собою через перемикаючі при-
строї [1÷4]. При зміні стану цих пристроїв по певному
закону по обмотці ротора протікає струм, що збуджує
машину. У найбільш простому виді функції переми-
каючих пристроїв можуть виконати діоди при їх при-
родній комутації від ЕРС, яка індукується в частинах
обмотки ротора через поле збудження збудника. У [3]
показано, що в інженерних розрахунках цю ЕРС мож-
на вважати синусоїдальною, а згідно [4], в однофазній
обмотці ротора з діодами, крім постійного струму
збудження протікає і змінний практично синусоїдаль-
ний струм, який створює пульсуюче поле, що має по-
люсність збудника.
ПОСТАНОВКАЗАДАЧІ
Через зворотно-синхронну складову цього поля в
обмотці збудження збудника індукується паразитна
ЕРС, що погіршує експлуатаційні показники машини.
Тому розробка заходів по її ослабленню є актуальною
задачею.
РІШЕННЯ ЗАДАЧІ
Один із шляхів рішення зазначеної задачі - вико-
ристання багатофазної обмотки ротора, змінний струм
якої створює поле, що тільки прямо-обертається.
На рис. 1 зображено ротор чотириполюсної ма-
шини з двофазною обмоткою при двополюсній (Sb,
Nb) обмотці збудження збудника на статорі [6]. Три-
фазний варіант обмотки ротора наведено на рис. 2. По-
кажемо на прикладі двополюсного варіанту, що поле
змінного струму обмотки ротора є нерухомим щодо
статора.
Для визначення напряму обертання першої гар-
моніки змінної складової МРС струму обмотки ротора
введемо жорстко пов'язану зі статором вісь x уздовж
розгортки повітряного зазору. Нехай початкове поло-
ження ротора ( )0=x збігається з магнітними осями
котушок першого і третього полюсів, а також обмотки
збудження збудника, а позитивний напрям осі x – з
напрямом за годинниковою стрілкою.
1 Н 1 1 К 1 3 Н 1 3 К 1
1 Н 2 1 К 2 3 Н 2 3 К 2
2 Н 1 2 К 1 4 Н 1 4 К 1
2 Н 2 2 К 2 4 Н 2 4 К 2
2 Н 1
2 Н 2
3 К 2 3 К 1 3 H 1 3 H 2
4 Н 2
4 Н 1
4 К 2
4 К 1
1 Н 1 1 Н 2
2 К 1
2 К 2
1 K 1 1 K 2
S b
n
x = 0 x
1
2
3
4
N b
Рис. 1. Ротор з двофазною обмоткою по змінному струму
Електротехніка і Електромеханіка. 2006. №2 31
a
z b
x
c y
Рис. 2. Трифазна обмотка ротора по
змінному струму
Запишемо вираз для пульсуючої МРС першої
просторової і першої часової гармонік струму першої
фази, представленої котушками 1-го і 3-го полюсів по
рис. 1 (перша цифра в позначенні виводів котушок
відповідає номеру полюса):
)cos()sin(13 xtFF
b
eifm ⋅
τ
π
⋅ϕ+⋅ω= ⋅ ,
де fω - кругова частота першої часової гармоніки
змінної складової струму котушки, bτ - полюсне ді-
лення по збуднику, mF - амплітудне значення МРС,
eiϕ - зрушення по фазі між першою часовою гармоні-
кою струму і першою часовою гармонікою ЕРС, інду-
кованої через поле збудника.
МРС другої фази виражається таким чином:
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ π
−⋅
τ
π
⋅⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ π
−ϕ+⋅ω= ⋅
2
cos
2
sin24 xtFF
b
eifm ,
або
( ) ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⋅
τ
π
⋅ϕ+⋅ω−= ⋅ xtFF
b
eifm sincos24 .
Використовуючи відому тригонометричну фор-
мулу:
( ) yxyxyx sincoscossinsin ⋅±⋅=± ,
вважаючи
eif tx ϕ+⋅ω= ,
xy
b
⋅
τ
π
= ,
одержуємо вираз результуючої МРС:
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⋅
τ
π
−ϕ+⋅ω⋅=+= xtFFFF
b
eifm sin2413 .
Знак "мінус" у цій формулі свідчить про те, що
результуюча МРС F є хвилею, що поширюється уз-
довж позитивного напряму осі x [5], тобто в напрямі,
протилежному напряму обертання ротора. У роботах
[3, 4] показано, що частота першої гармоніки ЕРС,
індукованої в частинах обмотки ротора (котушках або
котушкових групах) дорівнює робочій частоті, по-
множеній на відношення числа пар полюсів збудника
bp до полюсів генератора p . Частота обертання МРС
цієї гармоніки
p
f
p
p
f
p
n b
b
⋅
=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⋅⋅=
6060
1
дорівнює по абсолютній величині частоті обертання
ротора. Тому щодо статора поле цієї МРС буде неру-
хомим, що виключає можливість індукції в обмотці
збудження збудника паразитної ЕРС.
Використання багатофазних обмоток в роторах
неявнополюсних машин невеликої потужності значно
ускладнює технологію. У цих випадках вельми ефек-
тивним є технічне рішення, що передбачає наявність
на статорі додаткових обмоток, замкнених на діоди
[7]. Індукована в них ЕРС є джерелом підмагнічуван-
ня машини з позитивним зворотним зв'язком по стру-
му обмотки збудження збудника. Остання обставина,
як показали експерименти, дає можливість управляти
значно меншою потужністю збудження, зменшити
габарити і потужність регулятора, а також спростити
його конструкцію.
ВИСНОВОК
Запропоновані технічні рішення є ефективними, а
їх застосування дозволяє значно поліпшити енергети-
чні показники і надійність синхронних машин з стру-
ктурою обмотки ротора, що періодично змінюється.
ЛІТЕРАТУРА
[1] Пат. №25062 Україна, МКИ Н 02 К 19/28. Безконтакт-
на синхронна електрична машина / Клементьєв О.В. і
Бондарєв В.М. (Украина) - №94107156; Заявлено
05.10.94, Опубл. 25.12.08. Бюл. №6. – 11 с.
[2] Пат. №2085011 Россия, МКИ Н 02 К 19/38. Бесконтактная
синхронная машина /. Клементьев А.В.,. Бондарев В.Н. и
Орлов В.И. (Украина) - №94005506; Заявлено 15.02.94;
Опубл. 20.07.97, Бюл. №20. – 4 с.
[3] Клементьев А.В. Расчет ЭДС, взаимной и собственной ин-
дуктивностей обмоток бесконтактного совмещённого гене-
ратора // Технічна електродинаміка. – 1996. - №6. - С. 59-61.
[4] Клементьев А.В., Олейников А.М. Особенности электромаг-
нитных процессов в бесконтактном совмещённом генерато-
ре с периодически изменяющейся структурой обмотки рото-
ра // Электротехника. - 2000. - №3. - С. 22-25.
[5] Вольдек А.И. Электрические машины. - М. -Л.: Энергия,
1974. - 839 с.
[6] Пат. № 50195 А, МКИ Н 02 К 19/38. Безконтактна синхронна
електрична машина / Клементьєв О.В., Китаєв О.В., Олейни-
ков О.М., Якимчук Г.С. (UA). - № 200117878; Заявлено.
19.11.01; Опубл. 15.10.02, Бюл. № 10. - 2 с.
[7] Пат. №38330А Україна, МКИ Н 02 К 19/38. Безконтактна
синхронна електрична машина / Клементьєв О.В., Якимчук
Г.С., Китаєв О.В. (Украина) - №2000063647; Заявлено
23.06.00; Опубл. 15.05.01, Бюл. №4. – 2 с.
Надійшла 26.08.05
|