RU159700U1

RU159700U1 - SYNCHRONOUS GENERATOR

Info

Publication number: RU159700U1
Application number: RU2015119899/07U
Authority: RU
Inventors: Игорь Степанович Кожуховский; Егор Филиппович Пыханов; Мария Егоровна Пыханова; Ольга Александровна Лебедева
Original assignee: Егор Филиппович Пыханов
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2016-02-20

Abstract

Синхронный трехфазный генератор переменного напряжения и тока, состоящий из статора и ротора, при этом статор выполнен с двумя двухслойными обмотками, соединенными в две звезды, две звезды соединены в одну параллельную ветвь для подключения нагрузки, кроме того, в пазах статора уложены двухслойные катушки разноименных фаз, ротор выполнен с обмоткой возбуждения.A synchronous three-phase alternating voltage and current generator, consisting of a stator and a rotor, while the stator is made with two two-layer windings connected in two stars, two stars are connected in one parallel branch to connect the load, in addition, two-layer unlike phase coils are laid in the stator slots , the rotor is made with an excitation winding.

Description

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано для выработки электроэнергии.The device relates to electrical engineering and can be used to generate electricity.

Известен синхронный генератор 1601.3701, мощностью 910 Вт, который является электрическим трехфазным синхронным генератором с электромагнитным возбуждением ротора. При этом в статоре уложена двухслойная обмотка, исходя из данных: число пазов z=36, количество пар полюсов 2p=12, шаг обмотки y=3, количество пазов на полюсе фазы q=1, число параллельных ветвей a=2. Схема соединения фаз в статоре в звезду, две параллельные ветви. Ротор, где уложена обмотка возбуждения, намагничивает полюса, где 2p=12, одновременно. (И.А. Данилов, К.В. Лотоцкий, - Электрические машины, 1977, М., Высшая школа, с. 206).Known synchronous generator 1601.3701, power 910 W, which is an electric three-phase synchronous generator with electromagnetic excitation of the rotor. At the same time, a two-layer winding is laid in the stator, based on the data: the number of grooves z = 36, the number of pole pairs 2p = 12, the winding pitch y = 3, the number of grooves at the pole of the phase q = 1, the number of parallel branches a = 2. Phase connection diagram in the stator to the star, two parallel branches. The rotor, where the field winding is laid, magnetizes the poles, where 2p = 12, simultaneously. (I.A. Danilov, K.V. Lototsky, - Electric machines, 1977, M., Higher school, p. 206).

Известен синхронный генератор 37.3701, мощностью 770 Вт, который является электрическим трехфазным синхронным генератором с электромагнитным возбуждением ротора. При этом в статоре уложена двухслойная обмотка, исходя из данных: число пазов z=36, количество пар полюсов 2p=12, шаг обмотки y=3, количество пазов на полюсе фазы q=1, число параллельных ветвей a=2. Схема соединения фаз в статоре в звезду, две параллельные ветви. Ротор, где уложена обмотка возбуждения, намагничивает полюса, где 2p=12, одновременно. (На фиг. 1-2 представлена схема обмотки статора указанных синхронных генераторов).Known synchronous generator 37.3701, with a capacity of 770 watts, which is an electric three-phase synchronous generator with electromagnetic excitation of the rotor. At the same time, a two-layer winding is laid in the stator, based on the data: the number of grooves z = 36, the number of pole pairs 2p = 12, the winding pitch y = 3, the number of grooves at the pole of the phase q = 1, the number of parallel branches a = 2. Phase connection diagram in the stator to the star, two parallel branches. The rotor, where the field winding is laid, magnetizes the poles, where 2p = 12, simultaneously. (Fig. 1-2 presents a diagram of the stator winding of these synchronous generators).

Недостатком этих синхронных генераторов является то, что они не обеспечивают установленную мощность и вырабатывают электроэнергию недостаточного качества.The disadvantage of these synchronous generators is that they do not provide the installed power and generate electricity of insufficient quality.

Известна система генерирования стабильного напряжения переменного тока (RU 121974 U1, H02P 9/44 (2006.01), 10.11.2012), в которой после генератора установлены дополнительные приборы, а именно преобразователи и фильтры для получения качественной электроэнергии. Это усложняет конструкцию и приводит к дополнительным затратам.A known system for generating a stable AC voltage (RU 121974 U1, H02P 9/44 (2006.01), 10.11.2012), in which after the generator additional devices are installed, namely converters and filters to produce high-quality electricity. This complicates the design and leads to additional costs.

Задача полезной модели - повышение мощности и качества вырабатываемой электроэнергии.The objective of the utility model is to increase the power and quality of generated electricity.

Сущность полезной модели заключается в том, что в статоре трехфазного синхронного генератора уложены две двухслойные обмотки, исходя из данных: число пазов z=36, количество пар полюсов 2p=12, шаг обмотки y=2, количество пазов на полюсе фазы q=2, число параллельных ветвей a=2. Схема соединения фаз в статоре в две звезды, одну параллельную ветвь для подключения нагрузки. Ротор, где уложена обмотка возбуждения, намагничивает полюса, где 2p=12, одновременно.The essence of the utility model is that two two-layer windings are stacked in the stator of a three-phase synchronous generator, based on the data: the number of grooves z = 36, the number of pole pairs 2p = 12, the winding pitch y = 2, the number of grooves at the pole of the phase q = 2, the number of parallel branches a = 2. The phase connection diagram in the stator is two stars, one parallel branch for connecting the load. The rotor, where the field winding is laid, magnetizes the poles, where 2p = 12, simultaneously.

При этом группа обмоток фазы А уложена в 24 паза, группа обмоток фазы В уложена в 24 паза, группа обмоток фазы С уложена в 24 паза. Каждая группа обмоток фаз уложена в ½ окружности статора. На каждый полюс и фазу приходится два паза. На фиг. 3-6 представлена схема обмотки статора предлагаемого синхронного генератора. Ротор выполнен аналогично роторам в синхронных генераторах 1601.3701 и 37.3701.In this case, the group of phase A windings is stacked in 24 grooves, the group of phase B windings is stacked in 24 grooves, the group of phase C windings is stacked in 24 grooves. Each group of phase windings is laid in ½ stator circumference. There are two slots for each pole and phase. In FIG. 3-6 presents a diagram of the stator winding of the proposed synchronous generator. The rotor is made similar to the rotors in synchronous generators 1601.3701 and 37.3701.

Одна обмотка статора состоит из нескольких катушек, то есть витков обмотки, уложенных в пазу. В пазах статора уложены двухслойные катушки разноименных фаз.One stator winding consists of several coils, i.e. turns of the winding, laid in a groove. Two-layer coils of unlike phases are laid in the grooves of the stator.

В двухслойной обмотке статора в пазах первом и третьем расположены витки трех разноименных фаз А, В и С, (фиг. 7 фазы В, А, С). Предлагаемый трехфазный синхронный генератор работает следующим образом.In the two-layer stator winding in the grooves of the first and third are the turns of three opposite phases A, B and C, (Fig. 7 phases B, A, C). The proposed three-phase synchronous generator operates as follows.

В обмотке статора фазы А расположен только один магнитный полюс (северный) ротора, другой магнитный полюс ротора (южный) расположен в другой катушке статора фазы А (фиг. 7, фиг. 3-6).In the stator winding of phase A, there is only one magnetic pole (north) of the rotor, the other magnetic pole of the rotor (south) is located in another stator coil of phase A (Fig. 7, Fig. 3-6).

Во втором и пятом пазах статора, в пятом и восьмом, восьмом и одиннадцатом и так далее расположены витки разных фаз. Магнитные полюса северный и южный ротора при вращении совпадают с этими пазами статора. В каждых двух разноименных фазах, расположенных в одном пазу, наводится электродвижущая сила (ЭДС).In the second and fifth grooves of the stator, in the fifth and eighth, eighth and eleventh and so on, coils of different phases are located. The magnetic poles of the north and south rotors during rotation coincide with these grooves of the stator. In each two opposite phases located in one groove, an electromotive force (EMF) is induced.

При проведенных испытаниях предлагаемого синхронного генератора получены следующие результаты: выходная мощность P=1100 Вт, что более чем на 12 процентов превышает мощность синхронного генератора 1601.3701. Кроме того, получаемая электроэнергия имеет значительно лучшее качество, что подтверждается приведенными осциллограммами. На фиг. 8 представлена осциллограмма напряжения получаемой электроэнергии, вырабатываемой предлагаемым генератором. Синусоиды имеют плавную конфигурацию, почти отсутствуют высшие гармонические составляющие. Для сравнения на фиг. 9 представлена осциллограмма напряжения получаемой электроэнергии, вырабатываемой генератором 1601.3701 или 37.3701. Форма синусоид на фиг. 9 имеет значительные искажения из-за наличия высших гармонических составляющих, что приводит к появлению реактивной мощности и нагреву обмоток и статора генератора.During tests of the proposed synchronous generator, the following results were obtained: the output power P = 1100 W, which is more than 12 percent higher than the power of the synchronous generator 1601.3701. In addition, the resulting electricity has a significantly better quality, as evidenced by the given oscillograms. In FIG. 8 shows a waveform of the voltage of the generated electricity generated by the proposed generator. Sine waves have a smooth configuration, almost no higher harmonic components. For comparison, in FIG. Figure 9 shows the voltage waveform of the received electricity generated by the generator 1601.3701 or 37.3701. The shape of the sine wave in FIG. 9 has significant distortion due to the presence of higher harmonic components, which leads to the appearance of reactive power and heating of the windings and stator of the generator.

Claims

A synchronous three-phase alternating voltage and current generator, consisting of a stator and a rotor, while the stator is made with two two-layer windings connected in two stars, two stars are connected in one parallel branch to connect the load, in addition, two-layer unlike phase coils are laid in the stator slots , the rotor is made with an excitation winding.