[go: up one dir, main page]

RU2161361C1 - Induction machine - Google Patents

Induction machine Download PDF

Info

Publication number
RU2161361C1
RU2161361C1 RU99123730A RU99123730A RU2161361C1 RU 2161361 C1 RU2161361 C1 RU 2161361C1 RU 99123730 A RU99123730 A RU 99123730A RU 99123730 A RU99123730 A RU 99123730A RU 2161361 C1 RU2161361 C1 RU 2161361C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
stator
windings
section
boards
Prior art date
Application number
RU99123730A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99123730A (en
Inventor
М.М. Таегян
П.В. Юргалов
А.В. Романов
Original Assignee
Таегян Микаел Матеосович
Юргалов Павел Владимирович
Романов Александр Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Таегян Микаел Матеосович, Юргалов Павел Владимирович, Романов Александр Васильевич filed Critical Таегян Микаел Матеосович
Priority to RU99123730A priority Critical patent/RU2161361C1/en
Publication of RU99123730A publication Critical patent/RU99123730A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161361C1 publication Critical patent/RU2161361C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: differentially compounded shunt circuit or differentially compounded series circuit is proposed for connecting two three-phase stator windings to squirrel- cage induction machine with variable turn number of three-phase windings in reverse sequence. Such electrical machine can be used for converting mechanical energy into three-phase electrical energy synchronized with that of external power supply and also for converting electrical to mechanical energy. It can run as motor and as generator in step with external three-phase power supply incorporating provision for desired power factor correction at permanently varying rotor speed. EFFECT: reduced nonlinear distortions of machine when running as generator, enhanced power factor and efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться и в других отраслях, например в ветроэнергетике и транспорте, как для преобразования механической энергии в строго синхронизированную по внешнему источнику электрическую энергию трехфазного тока, так и электрической энергии в механическую. The invention relates to electrical engineering and can be used in other industries, for example, in wind energy and transport, both for converting mechanical energy into three-phase current electric energy strictly synchronized by an external source, and electric energy into mechanical.

Известен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, обмотка статора которого соединена треугольником, а одна из трех фаз подключена развернуто на 180o и снабжена дополнительной регулировкой [2].Known asynchronous motor with a squirrel-cage rotor, the stator winding of which is connected by a triangle, and one of the three phases is connected rotated by 180 o and is equipped with additional adjustment [2].

Известен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, с несимметричным подключением двух трехфазных обмоток статора [3]. Known induction motor with squirrel-cage rotor, with an asymmetric connection of two three-phase stator windings [3].

Известен асинхронный двигатель с двумя многофазными обмотками двухсекционного статора с расположением секций магнитопроводов вдоль общего ротора [1]. Known asynchronous motor with two multiphase windings of a two-section stator with the arrangement of sections of the magnetic circuits along a common rotor [1].

Недостатком этих устройств являются большие нелинейные искажения в генераторном режиме, низкий cosφ и КПД, плохая синхронизация по внешнему источнику трехфазного тока, нет конструктивных элементов настройки и задачи рабочих режимов при изменении чисел оборотов ротора [4]. The disadvantage of these devices is large nonlinear distortion in the generator mode, low cosφ and efficiency, poor synchronization with an external three-phase current source, there are no structural elements of the settings and tasks of the operating modes when changing the rotor speed [4].

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений в генераторном режиме, повышение cosφ и КПД, улучшение синхронизации по внешнему источнику трехфазного тока, обеспечение необходимого регулирования cosφ при постоянно меняющихся числах оборотов ротора. The purpose of the invention is the reduction of nonlinear distortion in the generator mode, increasing cosφ and efficiency, improving synchronization with an external three-phase current source, providing the necessary regulation of cosφ at constantly changing rotor speeds.

Указанная цель достигается тем, что в асинхронной машине с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками статора применена схема встречно-параллельного или встречно-последовательного соединения фазных обмоток статора при переменном числе витков фазных обмоток в обратной последовательности, и предлагаются два частных случая применения в асинхронной машине с короткозамкнутым ротором и двумя обмотками односекционного магнитопровода статора и в асинхронной машине с короткозамкнутым ротором и двухсекционным магнитопроводом статора, секции которого расположены последовательно вдоль общего ротора, а одна из секций магнитопровода статора имеет возможность поворота относительно неподвижной секции магнитопровода статора. В обоих частных случаях дополнительно предусматривается поворот одной трехфазной обмотки статора относительно второй трехфазной обмотки статора для необходимого корректирования cosφ. This goal is achieved by the fact that in an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and two three-phase stator windings, a counter-parallel or counter-series connection of the phase stator windings is applied with a variable number of turns of the phase windings in the reverse sequence, and two particular cases of application in an asynchronous machine with squirrel-cage rotor and two windings of a single-section stator magnetic circuit and in an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and two-section magnetic circuit a stator, sections of which are arranged sequentially along a common rotor, and one of the sections of the stator magnetic circuit has the ability to rotate relative to the fixed section of the stator magnetic circuit. In both special cases, it is additionally envisaged to rotate one three-phase stator winding relative to the second three-phase stator winding for the necessary correction of cosφ.

На фиг.1 показана схема встречно-параллельного подключения двух трехфазных обмоток статора асинхронной машины с короткозамкнутым ротором, где к фазам A1, B1 и C1 первой трехфазной обмотки статора встречно-параллельно подсоединены соответственно фазы A2, B2 и C2 второй трехфазной обмотки статора, а изменение количества витков фаз A1, B1 и C1 первой трехфазной обмотки статора приводит к изменению количества витков фаз A2, B2 и C2 второй трехфазной обмотки статора на такое же число витков, но в обратной последовательности с последующей фиксацией их нужного соотношения.Figure 1 shows a diagram of the anti-parallel connection of two three-phase stator windings of an asynchronous squirrel-cage machine, where the phases A 2 , B 2 and C 2 of the second are connected in parallel to the phases A 1 , B 1 and C 1 of the first three-phase stator winding three-phase stator winding, and a change in the number of turns of phases A 1 , B 1 and C 1 of the first three-phase stator winding leads to a change in the number of turns of phases A 2 , B 2 and C 2 of the second three-phase stator winding by the same number of turns, but in reverse sequence with subsequent fixation their desired ratio.

На фиг.2 показана схема встречно-последовательного подключения двух трехфазных обмоток статора асинхронной машины с короткозамкнутым ротором, где к фазам A1, B1 и C1 первой трехфазной обмотки статора встречно-последовательно подсоединены соответственно фазы A2, B2 и C2 второй трехфазной обмотки статора, а изменение количества витков фаз A1, B1 и C1 первой трехфазной обмотки статора приводит к изменению количества витков фаз A2, B2 и C2 второй трехфазной обмотки статора на такое же число витков, но в обратной последовательности с последующей фиксацией их нужного соотношения.Figure 2 shows the scheme of the in-series connection of two three-phase stator windings of an asynchronous squirrel-cage machine, where the phases A 2 , B 2 and C 2 of the second are connected in series to the phases A 1 , B 1 and C 1 of the first three-phase stator winding three-phase stator winding, and a change in the number of turns of phases A 1 , B 1 and C 1 of the first three-phase stator winding leads to a change in the number of turns of phases A 2 , B 2 and C 2 of the second three-phase stator winding by the same number of turns, but in reverse sequence with subsequent iksatsiey their desired ratio.

На фиг.3 показан частный случай применения схемы на фиг.1 или на фиг.2 в асинхронной машине с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками односекционного статора. На валу 1 расположен магнитопровод 2 короткозамкнутого ротора, а статор 5 с односекционным магнитопроводом 4 и двумя трехфазными обмотками 3 и 6, выполненными так, что составные части обмоток своими концами присоединены к контактным площадкам неподвижных плат 7, а все необходимое соединение составных частей обмоток статора по схеме фиг.1 или фиг.2 производится определенным положением подвижных плат 8 с последующей их фиксацией. Подвижными платами 8 дополнительно к схеме фиг.1 или фиг.2 устанавливается и необходимый угловой сдвиг между трехфазными обмотками 3 и 6 статора. Figure 3 shows a special case of applying the circuit of figure 1 or figure 2 in an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and two three-phase windings of a single-section stator. On the shaft 1 there is a magnetic circuit 2 of a squirrel-cage rotor, and a stator 5 with a single-section magnetic circuit 4 and two three-phase windings 3 and 6, made so that the component parts of the windings are connected at their ends to the contact pads of the fixed circuit boards 7, and all the necessary connection of the components of the stator windings is the scheme of figure 1 or figure 2 is made by a certain position of the movable circuit boards 8 with their subsequent fixation. Moving boards 8 in addition to the circuit of figure 1 or figure 2 is installed and the necessary angular shift between the three-phase windings 3 and 6 of the stator.

На фиг.4 показан второй частный случай применения схемы на фиг.1 или на фиг. 2 в асинхронной машине с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками двухсекционного магнитопровода статора, секции магнитопровода которого расположены последовательно вдоль общего ротора, а одна из секций магнитопровода статора имеет устройство для поворота относительно неподвижной секции магнитопровода статора. На валу 1 расположен магнитопровод 2 короткозамкнутого ротора, а статор 5 с двухсекционным магнитопроводом 4 и 9 имеет две трехфазные обмотки 3 и 6, сделанные так, что составные части обмоток своими концами присоединены к контактным площадкам неподвижных плат 7, а все необходимое соединение составных частей двух трехфазных обмоток секций статора по схеме фиг.1 или фиг.2 производится определенным положением подвижных плат 8 с последующей их фиксацией. Предусмотрена возможность углового сдвига между трехфазными обмотками 3 и 6 с помощью устройства непрерывного автоматического регулирования углом поворота подвижной секции 9 магнитопровода статора относительно неподвижной секции 4 магнитопровода статора 5. FIG. 4 shows a second particular case of applying the circuit of FIG. 1 or FIG. 2 in an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and two three-phase windings of a two-section stator magnetic circuit, the magnetic circuit sections of which are arranged sequentially along a common rotor, and one of the stator magnetic circuit sections has a device for turning relative to a fixed section of the stator magnetic circuit. On the shaft 1 there is a magnetic circuit 2 of a squirrel-cage rotor, and the stator 5 with a two-section magnetic circuit 4 and 9 has two three-phase windings 3 and 6, made so that the component parts of the windings are connected at their ends to the contact pads of the fixed circuit boards 7, and all the necessary connection of the components of two three-phase windings of the stator sections according to the scheme of figure 1 or figure 2 is made by a certain position of the movable circuit boards 8 with their subsequent fixation. The possibility of an angular shift between the three-phase windings 3 and 6 is provided using a device for continuous automatic control of the angle of rotation of the movable section 9 of the stator magnetic circuit relative to the fixed section 4 of the stator magnetic circuit 5.

Работает по схеме на фиг.1 асинхронная машина с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными, подключенными встречно-параллельно обмотками статора следующим образом. Включается в режимы генератора под нагрузку в трехфазную сеть, и фазы A1, B1 и C1 первой трехфазной обмотки дают генераторный ток с отставанием, а фазы A2, B2 и C2 дают дополнительный компенсаторный ток. Высшие гармоники гасятся противотоками. Суммарный ток строго синхронизирован по внешнему источнику трехфазного тока.The asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and two three-phase connected counter-parallel stator windings works as follows in FIG. 1 as follows. It is included in the generator modes under load in a three-phase network, and phases A 1 , B 1 and C 1 of the first three-phase winding give a lagging generator current, and phases A 2 , B 2 and C 2 give an additional compensating current. Higher harmonics are damped by countercurrents. The total current is strictly synchronized by an external three-phase current source.

Работает по схеме на фиг.2 асинхронная машина с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными, подключенными встречно-последовательно обмотками статора следующим образом. Включается в режиме генератора под нагрузку в трехфазную сеть, и фазы A1, B1 и C1 первой трехфазной обмотки статора дают Э.Д. С. с отставанием, а фазы A2, B2 и C2 дают Э.Д.С. с опережением. Высшие гармоники гасятся, попадая друг к другу в противофазы. Суммарная Э.Д.С. строго синхронизирована по внешнему источнику трехфазного тока.The asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and two three-phase connected counter-series stator windings works as follows in FIG. 2 as follows. It turns on in the generator mode under load in a three-phase network, and phases A 1 , B 1 and C 1 of the first three-phase stator winding give E.D. C. with a lag, and phases A 2 , B 2 and C 2 give E.D.S. ahead of schedule. Higher harmonics are quenched, falling into opposite phases to each other. Total E.D.S. strictly synchronized with an external three-phase current source.

Работает в режиме генератора асинхронная машина на фиг.3 с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками односекционного статора, собранная по схеме на фиг.1 или на фиг.2 следующим образом. Раскручивается вал 1 ротора 2, и по числу оборотов ротора 2 устанавливается нужное соотношение числа витков трехфазных обмоток 3 и 6 статора с помощью подвижных плат 8. Дополнительно к схеме на фиг.1 или на фиг.2 подвижными платами 8 устанавливается необходимый угол поворота между трехфазными обмотками 3 и 6 статора 5 по cosφ внешней трехфазной сети, куда подается строго синхронизированный ток, как по схеме на фиг.1 или фиг.2. Поворот трехфазной обмотки приводит к изменению cosφ генераторного тока этой трехфазной обмотки и корректирует cosφ суммарного генераторного тока. The asynchronous machine of FIG. 3 operates in generator mode with a squirrel-cage rotor and two three-phase windings of a single-section stator, assembled according to the circuit in FIG. 1 or in FIG. 2 as follows. The shaft 1 of the rotor 2 is untwisted, and the desired ratio of the number of turns of the three-phase stator windings 3 and 6 is set using the movable boards 8. By the number of revolutions of the rotor 2, the necessary rotation angle between the three-phase is established by the movable circuit boards 8 or Fig. 2 windings 3 and 6 of the stator 5 through cosφ of an external three-phase network, where a strictly synchronized current is supplied, as in the scheme of FIG. 1 or FIG. 2. Turning a three-phase winding changes the cosφ of the generator current of this three-phase winding and adjusts the cosφ of the total generator current.

Работает в режиме генератора асинхронная машина на фиг.4 с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками двухсекционного статора, секции магнитопровода которого расположены последовательно вдоль общего ротора, а одна из секций магнитопровода статора имеет устройство для поворота относительно неподвижной секции магнитопровода статора, собранная по схеме на фиг. 1 или на фиг.2 следующим образом. Раскручивается вал 1 ротора 2, и по числу оборотов ротора 2 устанавливается нужное соотношение числа витков трехфазных обмоток 3 и 6 статора подвижными платами 8 и включается во внешнюю трехфазную сеть под нагрузку. При этом асинхронная машина на фиг.4 дает синхронизированный ток во внешнюю трехфазную сеть, как по схеме на фиг.1 или на фиг.2, по которой она собрана. Необходимый угол сдвига между трехфазными обмотками 3 и 6 секций статора 5 устанавливается с помощью устройства непрерывного автоматического регулирования смещением подвижной секции 9 магнитопровода статора относительно неподвижной секции 4 магнитопровода статора 5, что в свою очередь приводит к изменению cosφ генераторного тока трехфазной обмотки 6 и cosφ суммарного генераторного тока. The asynchronous machine of Fig. 4 operates with a squirrel-cage rotor and two three-phase windings of a two-section stator, the sections of the magnetic circuit of which are arranged sequentially along the common rotor, and one of the sections of the stator magnetic circuit has a device for turning relative to the fixed section of the stator magnetic circuit, assembled according to the diagram in FIG. . 1 or in FIG. 2 as follows. The shaft 1 of the rotor 2 is untwisted, and according to the number of revolutions of the rotor 2, the desired ratio of the number of turns of the three-phase stator windings 3 and 6 of the stator is set by the movable boards 8 and is included in the external three-phase network under load. In this case, the asynchronous machine in figure 4 gives a synchronized current to an external three-phase network, as in the circuit of figure 1 or in figure 2, by which it is assembled. The required angle of shift between the three-phase windings 3 and 6 of the stator sections 5 is set using a device for continuous automatic control of the displacement of the movable section 9 of the stator magnetic circuit relative to the fixed section 4 of the stator magnetic circuit 5, which in turn leads to a change in the cosφ of the generator current of the three-phase winding 6 and the cosφ of the total generator current.

Источники:
1. К. И. Шенфер "Асинхронные машины", ГЭИ, М-Л, 1938 г., стр.228, 229, фиг.226, стр.185-187, фиг.177, фиг.178, фиг.179 и фиг.180.
Sources:
1. K. I. Schoenfer "Asynchronous machines", SEI, ML, 1938, p. 228, 229, Fig. 226, pp. 185-187, Fig. 177, Fig. 178, Fig. 179 and Fig. 180.

2. "Асинхронный двигатель". И.М. Камень, а.с. N 92177 СССР 1950 г. М. кл. H 02 B 17/12. 2. "Asynchronous motor". THEM. Stone, A.S. N 92177 USSR 1950 M.C. H 02 B 17/12.

3. "Способ несимметричного включения обмоток двухобмоточного асинхронного двигателя", а.с. N 76597 СССР за 1948 г. 3. "The method of asymmetric inclusion of the windings of a two-winding induction motor", and.with. N 76597 USSR for 1948

4. А.И. Вольдек "Электрические машины" издательство "Энергия" Ленинградское отделение, 1974 г., стр.507-509 и стр.590-592. 4. A.I. Voldek "Electric machines" publishing house "Energy" Leningrad branch, 1974, p. 507-509 and p.590-592.

Claims (3)

1. Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками статора, отличающаяся тем, что обмотки статора подключены так, что к фазам A1, B1, C1 первой трехфазной обмотки соединены встречно-параллельно или встречно-последовательно соответствующие фазы A2, B2, C2 второй трехфазной обмотки, при этом предусмотрена возможность изменения числа витков трехфазных обмоток статора так, что изменение числа витков фаз первой трехфазной обмотки приводит к изменению числа витков фаз второй трехфазной обмотки статора на такое же число витков, но в обратной последовательности с последующей фиксацией их нужного соотношения.1. An asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and two three-phase stator windings, characterized in that the stator windings are connected so that the phases A 1 , B 1 , C 1 of the first three-phase winding are connected opposite-parallel or opposite-sequential phases A 2 , B 2, C 2 of the second three-phase windings, while the option of changing the number of windings of three-phase stator windings so that the change in the number of phases of the first three-phase windings causes a change in the number of phase windings of the second three-phase stator windings on the same chi layer of turns, but in reverse sequence with subsequent fixation of their desired ratio. 2. Асинхронная машина по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с односекционным магнитопроводом статора, обмотки статора собраны из составных частей, соединенных своими концами к контактным площадкам неподвижных плат, а все необходимые соединения составных частей обмоток статора производятся подвижными платами с последующей фиксацией, при этом предусмотрена возможность необходимого углового сдвига одной трехфазной обмотки относительно другой трехфазной обмотки статора соответствующим положением подвижных плат. 2. The asynchronous machine according to claim 1, characterized in that it is made with a single-section stator magnetic circuit, the stator windings are assembled from components connected at their ends to the contact pads of the fixed circuit boards, and all the necessary connections of the stator winding component parts are made by moving circuit boards with subsequent fixing at the same time, the possibility of the necessary angular shift of one three-phase winding relative to the other three-phase stator winding by the corresponding position of the movable boards is provided. 3. Асинхронная машина по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с двухсекционным магнитопроводом статора, секции которого расположены последовательно вдоль общего ротора, а одна из секций магнитопровода статора, имеет устройство для поворота относительно неподвижной секции статора, при этом обмотки двух секций магнитопровода статора собраны из составных частей, соединенных своими концами к контактным площадкам неподвижных плат, а все необходимые соединения составных частей обмоток производятся подвижными платами с последующей их фиксацией, и при этом дополнительно снабжена устройством для непрерывного автоматического регулирования углом поворота подвижной секции магнитопровода статора относительно неподвижной секции магнитопровода статора. 3. The asynchronous machine according to claim 1, characterized in that it is made with a two-section stator magnetic circuit, the sections of which are arranged sequentially along a common rotor, and one of the stator magnetic circuits has a device for turning relative to the fixed stator section, while the windings of two magnetic circuits stators are assembled from components connected at their ends to the contact pads of the fixed boards, and all necessary connections of the component parts of the windings are made by moving boards with their subsequent fi * FIG, and wherein is further provided with a device for continuous automatic control of the angle of rotation movable section relative to the fixed stator yoke section of the stator magnetic circuit.
RU99123730A 1999-11-09 1999-11-09 Induction machine RU2161361C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99123730A RU2161361C1 (en) 1999-11-09 1999-11-09 Induction machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98106920/09 1999-07-23
RU99123730A RU2161361C1 (en) 1999-11-09 1999-11-09 Induction machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99123730A RU99123730A (en) 2000-11-27
RU2161361C1 true RU2161361C1 (en) 2000-12-27

Family

ID=20226828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99123730A RU2161361C1 (en) 1999-11-09 1999-11-09 Induction machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2161361C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447569C1 (en) * 2010-10-19 2012-04-10 Леонид Борисович Куликов Electromechanic variator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447569C1 (en) * 2010-10-19 2012-04-10 Леонид Борисович Куликов Electromechanic variator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6326713B1 (en) A.C. electrical machine and method of transducing power between two different systems
US3975646A (en) Asynchronous tie
US4785213A (en) Variable speed controlled induction motor
US6831430B2 (en) High phase order motor with mesh connected windings
US6838791B2 (en) Mesh connected electrical rotating machine with span changing
CA2174568C (en) Interconnection system for transmitting power between electrical systems
US5189357A (en) Method and apparatus for improving performance of AC machines
WO2001076058A1 (en) Universal frequency electrical generator
AU2001247896A1 (en) Universal frequency electrical generator
US4338534A (en) Pole-amplitude modulation, pole-changing electric motors and generators
US5019766A (en) Method and apparatus for improving performance of AC machines
JPS62285690A (en) Adjustable speed induction motor
US4013909A (en) Electric motors
US4445081A (en) Leading power factor induction motor device
US4489265A (en) Electric machine with continuous pole phase modulation
RU2161361C1 (en) Induction machine
Baudart et al. Control under normal and fault tolerant operation of multiphase SMPM synchronous machines with mechanically and magnetically decoupled phases
US20050179331A1 (en) Energy conversion apparatus with induction machine and method for operating the same
RU2295817C2 (en) Method for increasing dynamic stability of synchronous electric machines
GB2124831A (en) Electric torque converter
CA1054216A (en) Plural electric motors driving common load and having interconnections for load control
RU2112307C1 (en) Compensated-winding induction machine
EP1389362A1 (en) Mesh connected electrical rotating machine with span changing
SU1159088A1 (en) Device for flexible coupling of power systems
SU349363A1 (en) ELECTRIC MACHINE UNIT