Синхронный двигатель

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Зеленькевич Александр Иосифович Михайлова Евгения Викторовна Счастный Валерий Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Синхронный электродвигатель, содержащий основную и дополнительную трехфазные обмотки, первые выводы которых присоединены к ответвлениям вторичной обмотки трехфазного трансформатора, подключенного первичной обмоткой к источнику электроэнергии, причем дополнительная обмотка присоединена к трансформатору через выключатель, вторые выводы основной обмотки статора соединены в общую точку, обмотку возбуждения, отличающийся тем, что содержит трехфазный управляемый выпрямитель,выводы переменного тока которого соединены со вторыми выводами дополнительной обмотки трехфазной статорной обмотки, выводы постоянного тока - с выводами обмотки возбуждения синхронного двигателя, а управляющие выводы подключены к блоку управления.(56) 1. Патент РФ 2 271 600, МПК Н 02 Р 1/50, Н 02 17/26, Н 02 19/14, 2006. 2. Патент РБ 4613, МПК 02 3/18,0121/26,05 13/02, 2008. Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах электроснабжения потребителей. Известен синхронный электродвигатель, содержащий основную и дополнительную трехфазные обмотки, первые выводы которых присоединены к трехфазному трансформатору, подключенному первичной обмоткой к источнику электроэнергии, причем дополнительная обмотка присоединена к трансформатору через выключатель, вторые выводы основной обмотки статора соединены в общую точку, трехфазный неуправляемый выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены с вторыми выводами дополнительной обмотки трехфазной статорной обмотки, а выводы постоянного тока - с выводами обмотки возбуждения синхронного двигателя. Трехфазный трансформатор имеет вторичную обмотку с ответвлениями, к которым подключены статорные обмотки электродвигателя 1. Недостатком указанного устройства является использование двухполупериодного неуправляемого выпрямителя, что не позволяет регулировать величину тока возбуждения для корректировки коэффициента мощности. Техническая задача заключается в усовершенствовании блока трансформатор-двигатель, чтобы использовать синхронный двигатель для компенсации реактивной мощности и тем самым улучшить режим работы электрической сети. Поставленная задача решается тем, что синхронный электродвигатель содержит основную и дополнительную трехфазные обмотки, первые выводы которых присоединены к ответвлениям вторичной обмотки трехфазного трансформатора, подключенного первичной обмоткой к источнику электроэнергии, причем дополнительная обмотка присоединена к трансформатору через выключатель, вторые выводы основной обмотки статора соединены в общую точку, обмотку возбуждения, дополнительно содержит трехфазный управляемый выпрямитель, выводы переменного тока которого соединены со вторыми выводами дополнительной обмотки трехфазной статорной обмотки, выводы постоянного тока - с выводами обмотки возбуждения синхронного двигателя, а управляющие выводы подключаются к блоку управления. На фигуре изображена структурная схема предлагаемого синхронного двигателя. Блок трансформатор-двигатель содержит выключатель 1, трансформатор 2, вторичная обмотка которого имеет выводы ответвлений 3 и 4, синхронный двигатель с основной 6, дополнительной 7 и возбуждения 9 обмотками, выключатель 5, трехфазный управляемый выпрямитель 8 двухполупериодного выпрямления, блок управления 10 2. Пуск и управление двигателем происходят следующим образом. В исходном состоянии контакты выключателей 1 и 5 разомкнуты, и напряжение на обмотках трансформатора и двигателя отсутствует. Для асинхронного пуска двигателя включается выключатель 1, и на статорную обмотку 7 двигателя подается напряжение. Соединенная звездой, она обтекается пусковым током двигателя, который создает вращающееся магнитное поле,обеспечивая асинхронный разбег двигателя. Статорная обмотка 6 при этом не обтекается током. При достижении подсинхронной скорости (скольжение 2-5 ) включается выключатель 5, обмотки 6 и возбуждения 9 обтекаются током, и двигатель втягивается в синхронизм. На этом пуск двигателя завершается, и он переходит в синхронный режим работы. В установившемся режиме синхронный двигатель работает следующим образом. Контакты выключателей 1 и 5 замкнуты. Трансформатор подключен к источнику электроэнергии и обеспечивает на обмотках 6 и 7 синхронного двигателя напряжение,причем на обмотке 6 напряжение выше, чем на обмотке 7, т.к. они подключены к разным 2 53352009.06.30 ответвлениям вторичной обмотки трансформатора 2. За счет разного напряжения на вводе обмоток на входе выпрямителя 8 имеется напряжение, обеспечивающее ток в обмотке возбуждения 9. При этом ток возбуждения является выпрямленным током обмотки 6. Токи статорных обмоток 6 и 7 создают в двигателе вращающееся магнитное поле, которое сцепляется с магнитным полем обмотки возбуждения, обеспечивая ротору вращение с синхронной скоростью (т.е. скоростью вращения поля). При этом на участке вторичной обмотки трансформатора от выводов 3 до общей точки обмотки (нейтрали) протекает ток,равный геометрической сумме токов обмоток 6 и 7, как правило, меньший алгебраической суммы этих токов, благодаря чему электрические потери в обмотке снижаются. На вход блока 10 управления с устройства для управления оборудованием потребительской трансформаторной подстанции 2 подается информация о величине реактивной мощности на шинах подстанции, питающей данный синхронный двигатель. Далее блок управления изменяет величину тока в обмотке 9 возбуждения синхронного двигателя путем изменения угла открытия тиристоров трехфазного управляемого выпрямителя 8. При величине тока возбуждения меньше номинального значения синхронный двигатель недовозбужден и потребляет реактивную энергию из сети, а при величине тока возбуждения больше номинально значения синхронный двигатель перевозбужден и генерирует реактивную энергию в сеть. Использование предложенного синхронного двигателя позволяет снизить потери мощности в блоке трансформатор-двигатель и использовать его для компенсации реактивной мощности и тем самым улучшить режим работы электрической сети. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3