RU2249901C1

RU2249901C1 - Composite stator winding of induction generator

Info

Publication number: RU2249901C1
Application number: RU2003126792/11A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Богатырев (RU); Н.И. Богатырев; В.Н. Ванурин (RU); В.Н. Ванурин; О.В. Вронский (RU); О.В. Вронский; Н.Н. Курзин (RU); Н.Н. Курзин; А.С. Креймер (RU); А.С. Креймер; А.С. Оськина (RU); А.С. Оськина
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-04-10
Also published as: RU2003126792A

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: proposed winding has thirty six coils. Finishing lead of coil 1 is connected to finishing lead of coil 6 whose starting lead is connected to starting lead of coil 19; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 24. Finishing lead of coil 5 is connected to finishing lead of coil 10 whose starting lead is connected to starting lead of coil 23; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 28. Finishing lead of coil 9 is connected to finishing lead of coil 14 whose starting lead is connected to starting lead of coil 27; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 32. Finishing lead of coil 13 is connected to finishing lead of coil 18 whose starting lead is connected to starting lead of coil 31, finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 36. Finishing lead of coil 17 is connected to finishing lead of coil 22 whose starting lead is connected to starting lead of coil 35; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 4. Finishing lead of coil 21 is connected to finishing lead of coil 26 whose starting lead is connected to starting lead of coil 3; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 8. Finishing lead of coil 25 is connected to finishing lead of coil 30 whose starting lead is connected to starting lead of coil 7; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 12. Finishing lead of coil 29 is connected to finishing lead of coil 34 whose starting lead is connected to starting lead of coil 11; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 16. Finishing lead of coil 33 is connected to finishing lead of coil 2 whose starting lead is connected to starting lead of coil 15; finishing lead of the latter is connected to finishing lead of coil 20. First phase leads run from starting leads of coils 5, 17, and 29. Second phase leads are brought out from interconnected starting leads of coils 24, 28, 32, from interconnected starting leads of coils 36. 4, 6, and from interconnected starting leads of coils 12, 16, 20. Third phase leads are formed from interconnected starting leads of coils 9 and 13, from interconnected starting leads of coils 21 and 25, and from interconnected starting leads of coils 33 and 1. Field capacitors are connected to first and second phase leads and load, to first, second and first phase leads in any combination. Such design of this winding makes it possible for generator to produce different output voltages.

EFFECT: enlarged functional capabilities.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания автономных источников электроэнергии с различным выходным напряжением.The invention relates to electrical engineering and can be used to create autonomous sources of electricity with different output voltages.

Известны статорные обмотки асинхронных машин, состоящие из равномерно распределенных по фазам катушечных групп (1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э.Кравчик, М.М.Шлаф, В.И.Афонин, Е.А.Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982; 2. Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001 г.).Known stator windings of asynchronous machines, consisting of coil groups uniformly distributed over phases (1. Asynchronous motors of the 4A series: Reference book / A.E. Kravchik, M.M.Shlaf, V.I. Afonin, E.A. Sobolenskaya. - M .: Energoizdat, 1982; 2. Vanurin VN Stator windings of asynchronous electric motors. - Zernograd: VNIPTIMESKH, 2001).

Недостаток известных обмоток заключается в том, что в асинхронных генераторах автономных источников электроэнергии с определенной частотой вращения приводной машины они создают напряжение только одной величины.A disadvantage of the known windings is that in asynchronous generators of autonomous sources of electricity with a certain speed of the drive machine, they create a voltage of only one magnitude.

Известна статорная обмотка асинхронной машины (Патент RU 2176124, Н 02 К 17/14, 3/28, 2000 г.), содержащая 36 катушек, при этом конец 1 катушки соединен с концом катушки 6, начало 6 с концом 19, начало 19 с началом 24, конец 5 с концом 10, начало 10 с концом 23, начало 23 с началом 28, конец 9 с концом 14, начало 14 с концом 27, начало 2 с началом 32, конец 13 с концом 18, начало 18 с концом 31, начало 31 с началом 36, конец 17 с концом 22, начало 22 с концом 35, начало 35 с началом 4, конец 21 с концом 26, начало 26 с концом 3, начало 3 с началом 8, конец 25 с концом 30, начало 30 с концом 7, начало 7 с началом 12, конец 29 с концом 34, начало 34 с концом 11, начало 11 с началом 16, конец 33 с концом 2, начало 2 с концом 15, начало 15 с началом 20, объединены в нулевые точки концы 24, 28, 32 катушек, концы 36, 4, 8 катушек, концы 12, 16, 20 катушек, выводы взяты от начал 1, 5, 9, 13, 17 21, 25, 29, 33 катушек.Known stator winding of an asynchronous machine (Patent RU 2176124, N 02 K 17/14, 3/28, 2000), containing 36 coils, with the end 1 of the coil connected to the end of coil 6, beginning 6 to end 19, beginning 19 s beginning 24, end 5 with end 10, beginning 10 with end 23, beginning 23 with beginning 28, end 9 with end 14, beginning 14 with end 27, beginning 2 with beginning 32, end 13 with end 18, beginning 18 with end 31 beginning 31 with beginning 36, end 17 with end 22, beginning 22 with end 35, beginning 35 with beginning 4, end 21 with end 26, beginning 26 with end 3, beginning 3 with beginning 8, end 25 with end 30, beginning 30 with the end of 7, beginning 7 with the beginning of 12, con C 29 with the end 34, the beginning 34 with the end 11, the beginning 11 with the beginning 16, the end 33 with the end 2, the beginning 2 with the end 15, the beginning 15 with the beginning 20, the ends 24, 28, 32 of the coils are combined at zero points, ends 36 , 4, 8 coils, ends 12, 16, 20 coils, the conclusions are taken from the beginnings of 1, 5, 9, 13, 17 21, 25, 29, 33 coils.

Недостаток обмотки заключается в том, что в режиме асинхронного генератора источников электроэнергии с определенной частотой вращения приводной машины она создает напряжение только одной величины.The disadvantage of the winding is that in the mode of an asynchronous generator of electric power sources with a certain speed of the drive machine, it creates a voltage of only one magnitude.

Техническим решением изобретения является расширение функциональных возможностей обмотки и получение различных выходных напряжений асинхронного генератора.The technical solution of the invention is to expand the functionality of the winding and obtain various output voltages of the asynchronous generator.

Поставленная задача достигается тем, что в статорной обмотке асинхронного генератора, состоящей из тридцати шести катушек с соединением конца первой катушки с концом шестой катушки, конец девятнадцатой - с концом двадцать четвертой, конец пятой - с концом десятой, конец двадцать третьей - с концом двадцать восьмой, конец девятой - с концом четырнадцатой, конец двадцать седьмой - с концом тридцать второй, конец тринадцатой - с концом восемнадцатой, конец тридцать первой - с концом тридцать шестой, конец семнадцатой - с концом двадцать второй, конец тридцать пятой - с концом четвертой, конец двадцать первой - с концом двадцать шестой, конец третьей - с концом восьмой, конец двадцать пятой - с концом тридцатой, конец седьмой - с концом двенадцатой, конец двадцать девятой - с концом тридцать четвертой, конец одиннадцатой - с концом шестнадцатой, конец тридцать третьей - с концом второй, конец пятнадцатой - с концом двадцатой, а первые выводы взяты от начал пятой, семнадцатой и двадцать девятой катушек, при этом начало шестой катушки соединено с началом девятнадцатой катушки, начало десятой - с началом двадцать третьей, начало четырнадцатой - с началом двадцать седьмой, начало восемнадцатой - с началом тридцать первой, начало двадцать второй - с началом тридцать пятой, начало двадцать шестой - с началом третьей, начало тридцатой - с началом седьмой, начало тридцать четвертой - с началом одиннадцатой, начало второй - с началом пятнадцатой, вторые выводы образованы от объединенных начал двадцать четвертой, двадцать восьмой, тридцать второй катушек, от объединенных начал тридцать шестой, четвертой, восьмой катушек, от объединенных начал двенадцатой, шестнадцатой, двадцатой катушек, третьи выводы образованы от объединенных начал девятой и тринадцатой катушек, от объединенных начал двадцать первой и двадцать пятой катушек, от объединенных начал тридцать третьей и первой катушек, и конденсаторы возбуждения включены к первым или вторым выводам, а нагрузка - к первым, вторым и третьим в любой комбинации.The task is achieved in that in the stator winding of an asynchronous generator, consisting of thirty-six coils with a connection between the end of the first coil and the end of the sixth coil, the end of the nineteenth - with the end of the twenty fourth, the end of the fifth - with the end of the tenth, the end of the twenty third - with the end of the twenty-eighth , the end of the ninth - with the end of the fourteenth, the end of the twenty-seventh - with the end of the thirty-second, the end of the thirteenth - with the end of the eighteenth, the end of the thirty-first - with the end of the thirty-six, the end of the seventeenth - with the end of the twenty-second, ten thirty-fifth with the end of the fourth, the end of the twenty-first with the end of the twenty-sixth, the end of the third with the end of the eighth, the end of the twenty-fifth - with the end of the thirty, the end of the seventh - with the end of the twelfth, the end of twenty-ninth - with the end of the thirty-fourth, the end of the eleventh - with the end of the sixteenth, the end of the thirty-third - with the end of the second, the end of the fifteenth - with the end of the twentieth, and the first conclusions are taken from the beginning of the fifth, seventeenth and twenty-ninth coils, while the beginning of the sixth coil is connected to the beginning of the nineteenth coil, the beginning of the tenth - with the beginning of the twenty-third, the beginning of the fourteenth - with the beginning of the twenty-seventh, the beginning of the eighteenth - with the beginning of the thirty-first, the beginning of the twenty-second - with the beginning of the thirty-fifth, the beginning of the twenty-sixth - with the beginning of the third, the beginning of the thirtieth - with the beginning of the seventh, the beginning of the thirty-fourth - with the beginning of the eleventh, the beginning of the second - with the beginning of the fifteenth, the second conclusions are formed from the combined beginnings of the twenty-fourth, twenty-eighth, thirty-second coils, from the combined beginnings of the thirty-sixth, fourth, eighth coils, from the combined I started the twelfth, sixteenth, twentieth coils, the third conclusions are formed from the combined beginnings of the ninth and thirteenth coils, from the combined beginnings of the twenty-first and twenty-fifth coils, from the combined beginnings of the thirty-third and first coils, and the field capacitors are connected to the first or second conclusions, and the load - to the first, second and third in any combination.

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.According to the scientific, technical and patent literature, the authors do not know the claimed combination of features aimed at achieving the task, and this solution does not follow clearly from the prior art, which allows us to conclude that the solution corresponds to the level of the invention.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо и может быть использовано для создания автономных источников.The proposed technical solution is industrially applicable and can be used to create autonomous sources.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена развернутая схема обмотки; на фиг.2 - направление токов в статорах катушек; на фиг.3 показана форма магнитодвижущей силы обмотки; на фиг.4 показаны схемы включения конденсаторов; на фиг.5 приведена схема для расчета величены низшего напряжения.Figure 1 shows a detailed diagram of the winding; figure 2 - the direction of the currents in the stators of the coils; figure 3 shows the form of the magnetomotive force of the winding; figure 4 shows the connection circuit of the capacitors; figure 5 shows a diagram for calculating the magnitude of the lower voltage.

Согласно фиг.1 статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора состоит из тридцати шести катушек 1-36, выводов 37-45 и конденсаторов возбуждения 46-48. Конец катушки 1 соединен с концом катушки 6, начало которой соединено с началом катушки 19, конец которой соединен с концом катушки 24. Конец катушки 5 соединен с концом катушки 10, начало которой соединено с началом катушки 23, конец которой соединен с концом катушки 28. Конец катушки 9 соединен с концом катушки 14, начало которой соединено с началом катушки 27, конец которой соединен с концом катушки 32. Конец катушки 13 соединен с концом катушки 18, начало которой соединено с началом катушки 31, конец которой соединен с концом катушки 36. Конец катушки 17 соединен с концом катушки 22, начало которой соединено с началом катушки 35, конец которой соединен с концом катушки 4. Конец катушки 21 соединен с концом катушки 26, начало которой соединено с началом катушки 3, конец которой соединен с концом катушки 8. Конец катушки 25 соединен с концом катушки 30, начало которой соединено с началом катушки 7, конец которой соединен с концом катушки 12. Конец катушки 29 соединен с концом катушки 34, начало которой соединено с началом катушки 11, конец которой соединен с концом катушки 16. Конец катушки 33 соединен с концом катушки 2, начало которой соединено с началом катушки 15, конец которой соединен с концом катушки 20. Первые выводы 38, 41, 44 взяты от начал катушек 5, 17 и 29. Вторые выводы 43, 41, 44 образованы от объединенных начал катушек 24, 28, 32, от объединенных начал катушек 36, 4, 8, от объединенных начал катушек 12, 16, 20. Третьи выводы образованы от объединенных начал катушек 9 и 13, от объединенных начал катушек 21 и 25, от объединенных начал катушек 33 и 1. Конденсаторы возбуждения 46, 47, 48 соединены с выводами 43, 37, 40 или 38, 41, 44.According to figure 1, the stator combined winding of an asynchronous generator consists of thirty-six coils 1-36, terminals 37-45 and field capacitors 46-48. The end of the coil 1 is connected to the end of the coil 6, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 19, the end of which is connected to the end of the coil 24. The end of the coil 5 is connected to the end of the coil 10, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 23, the end of which is connected to the end of the coil 28. The end of the coil 9 is connected to the end of the coil 14, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 27, the end of which is connected to the end of the coil 32. The end of the coil 13 is connected to the end of the coil 18, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 31, the end of which is connected to the end of the coil 36. End of coil 17 s one with the end of the coil 22, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 35, the end of which is connected to the end of the coil 4. The end of the coil 21 is connected to the end of the coil 26, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 3, the end of which is connected to the end of the coil 8. The end of the coil 25 connected to the end of the coil 30, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 7, the end of which is connected to the end of the coil 12. The end of the coil 29 is connected to the end of the coil 34, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 11, the end of which is connected to the end of the coil 16. The end of the coil 33 connected to the end to coil 2, the beginning of which is connected to the beginning of the coil 15, the end of which is connected to the end of the coil 20. The first leads 38, 41, 44 are taken from the beginnings of the coils 5, 17 and 29. The second leads 43, 41, 44 are formed from the combined beginnings of the coils 24, 28, 32, from the combined beginnings of coils 36, 4, 8, from the combined beginnings of coils 12, 16, 20. The third conclusions are formed from the combined beginnings of coils 9 and 13, from the combined beginnings of coils 21 and 25, from the combined beginnings of coils 33 and 1 Excitation capacitors 46, 47, 48 are connected to terminals 43, 37, 40, or 38, 41, 44.

Согласно фиг.2 (стороны катушек фазы А обозначены квадратом, фазы В - треугольником и фазы С - кругом), входящий ток обозначен “плюсом”, выходящий ток - “точкой”. Магнитодвижущая сила обмотки на фиг.3 указывает на явно выраженные восемь полюсов. Обмоточный коэффициент k_об=0,945 обеспечивает высокую степень использования статора асинхронного генератора.According to figure 2 (the sides of the phase A coils are indicated by a square, phase B by a triangle and phase C by a circle), the incoming current is indicated by a “plus”, the output current is indicated by a “point”. The magnetomotive force of the winding in figure 3 indicates a pronounced eight poles. The winding coefficient k _about = 0.945 provides a high degree of utilization of the stator of an asynchronous generator.

На фиг.4 показаны схемы подключения конденсаторов возбуждения 46, 47, 48 к статору асинхронного генератора.Figure 4 shows the connection diagrams of the field capacitors 46, 47, 48 to the stator of the asynchronous generator.

При условной единице напряжения между выводами 39 и 37 соотношение напряжений между выводами 38 и 41; 43 и 37; 39 и 42 составляет 3,732/2/0,684 (фиг.5).With a conventional unit of voltage between terminals 39 and 37, the ratio of voltages between terminals 38 and 41; 43 and 37; 39 and 42 is 3.732 / 2 / 0.684 (FIG. 5).

Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора (АГ) работает следующим образом. При вращении ротора АГ за счет остаточного намагничивания происходит процесс самовозбуждения. На всех выводах появляется напряжение, причем к выводам 38, 41, 44 можно подключить нагрузку с напряжением питания 380-400 В, к выводам 43, 47, 40 - нагрузку с напряжением питания 220-230 В, к выводам 39, 42, 45 можно подключать сварочный выпрямитель.The stator combined winding of an asynchronous generator (AG) works as follows. During the rotation of the AG rotor due to residual magnetization, the process of self-excitation occurs. A voltage appears on all the terminals, and it is possible to connect a load with a supply voltage of 380-400 V to the terminals 38, 41, 44, a load with a supply voltage of 220-230 V to the terminals 43, 47, 40, and you can connect to the terminals 39, 42, 45 connect the welding rectifier.

Таким образом, предлагаемая комбинированная обмотка асинхронного генератора позволяет изготовить многоцелевой источник питания.Thus, the proposed combined winding of an asynchronous generator allows the manufacture of a multi-purpose power source.

Согласно фиг.3 и фиг.4 у генератора с возбуждением от конденсаторов 46, 47, 48 при условной единице напряжения между выводами 39 и 37 соотношение напряжений между выводами 38 и 41; 43 и 37; 37 и 42 составляет 3,732/2/0,684.According to figure 3 and figure 4 of the generator with excitation from capacitors 46, 47, 48 at a conventional unit voltage between the terminals 39 and 37, the ratio of voltages between the terminals 38 and 41; 43 and 37; 37 and 42 is 3.732 / 2 / 0.684.

Claims

Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора, содержащая тридцать шесть катушек, при этом конец первой катушки соединен с концом шестой катушки, конец девятнадцатой - с концом двадцать четвертой, конец пятой - с концом десятой, конец двадцать третьей - с концом двадцать восьмой, конец девятой - с концом четырнадцатой, конец двадцать седьмой - с концом тридцать второй, конец тринадцатой - с концом восемнадцатой, конец тридцать первой - с концом тридцать шестой, конец семнадцатой - с концом двадцать второй, конец тридцать пятой - с концом четвертой, конец двадцать первой - с концом двадцать шестой, конец третьей - с концом восьмой, конец двадцать пятой - с концом тридцатой, конец седьмой - с концом двенадцатой, конец двадцать девятой - с концом тридцать четвертой, конец одиннадцатой - с концом шестнадцатой, конец тридцать третьей - с концом второй, конец пятнадцатой - с концом двадцатой, а первые выводы взяты от начал пятой, семнадцатой и двадцать девятой катушек, отличающаяся тем, что начало шестой катушки соединено с началом девятнадцатой катушки, начало десятой - с началом двадцать третьей, начало четырнадцатой - с началом двадцать седьмой, начало восемнадцатой - с началом тридцать первой, начало двадцать второй - с началом тридцать пятой, начало двадцать шестой - с началом третьей, начало тридцатой - с началом седьмой, начало тридцать четвертой - с началом одиннадцатой, начало второй - с началом пятнадцатой, вторые выводы образованы от объединенных начал двадцать четвертой, двадцать восьмой, тридцать второй катушек, от объединенных начал тридцать шестой, четвертой, восьмой катушек, от объединенных начал двенадцатой, шестнадцатой, двадцатой катушек, третьи выводы образованы от объединенных начал девятой и тринадцатой катушек, от объединенных начал двадцать первой и двадцать пятой катушек, от объединенных начал тридцать третьей и первой катушек, причем выводы выполнены для подключения к первым или вторым из них конденсаторов возбуждения, а нагрузки - к первым, вторым и третьим из них в любой комбинации.A stator combined winding of an asynchronous generator containing thirty-six coils, with the end of the first coil connected to the end of the sixth coil, the end of the nineteenth to the end of the twenty fourth, the end of the fifth to the end of the tenth, the end of the twenty third to the end of the twenty-eighth, the end of the ninth to the end of the fourteenth, the end of the twenty-seventh - with the end of the thirty-second, the end of the thirteenth - with the end of the eighteenth, the end of the thirty-first - with the end of the thirty-sixth, the end of the seventeenth - with the end of the twenty-second, the end of the thirty-fifth - with the end of the fourth, the end of the twenty-first with the end of the twenty-sixth, the end of the third with the end of the eighth, the end of the twenty-fifth with the end of the thirty, the end of the seventh with the end of the twelfth, the end of the twenty-ninth with the end of the thirty-fourth, the end of the eleventh with the end of the sixteenth, the end of the thirty-third - with the end of the second, the end of the fifteenth - with the end of the twentieth, and the first conclusions are taken from the beginning of the fifth, seventeenth and twenty-ninth coils, characterized in that the beginning of the sixth coil is connected to the beginning of the nineteenth coil, the beginning of the tenth - from the beginning twenty-third, the beginning of the fourteenth - with the beginning of the twenty-seventh, the beginning of the eighteenth - with the beginning of the thirty-first, the beginning of the twenty-second - with the beginning of the thirty-fifth, the beginning of the twenty-sixth - with the beginning of the third, the beginning of the thirtyth - with the beginning of the seventh, the beginning of the thirty-fourth - with the beginning of the eleventh , the beginning of the second - with the beginning of the fifteenth, the second conclusions are formed from the combined beginnings of the twenty-fourth, twenty-eighth, thirty-second coils, from the combined beginnings of the thirty-sixth, fourth, eighth coils, from the combined beginnings of the doors twentieth, sixteenth, twentieth coils, the third conclusions are formed from the combined beginnings of the ninth and thirteenth coils, from the combined beginnings of the twenty-first and twenty-fifth coils, from the combined beginnings of the thirty-third and first coils, and the conclusions are made to connect the excitation capacitors to the first or second of them , and loads - to the first, second and third of them in any combination.