СИСТЕМА БЕЗРЕДУКТОРНОГО ГИДРОАГРЕГАТА

Предлагаемая система безредукторного гидроагрегата относится к электротехнике, в частности, к области производства электрических машин для нужд малой гидроэнергетики и используется при разработке, производстве, реализации, эксплуатации, ввозе и вывозе электрических машин.
Известен трехфазный гидрогенератор ОС-72 [Справочник по электрическим машинам. Том 1. Энергоатомиздат.1988 г. с.178], содержащий статор, ротор и систему возбуждения, подключенную к источнику постоянного тока. Однако данный гидрогенератор имеет высокую частоту вращения и большие массо-габаритные показатели.
Наиболее близким предлагаемой системе является трехфазный гидрогенератор ЕСС5-83-6 содержащий корпус, в котором расположены статор, запрессованный в корпус, ротор, установленный на валу, систему самовозбуждения, состоящую из обмотки ротора и выпрямителей, редуктор, гидроколесо, установленное за пределами корпуса на валу [Копылов И.П. Проектирование электрических машин.
Учебник для вузов. М., Высшая школа, 2005 г., с.114]. Однако этот гидрогенератор имеет высокую частоту вращения и низкую надежность.
Техническим результатом предлагаемой системы является снижение частоты вращения гидроколес и повышение надежности работы гидроагрегата.
Для достижения технического результата предлагается система безредукторного гидроагрегата, содержащая корпус, статор, ротор и систему самовозбуждения с выпрямителями, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена двумя статорами и двумя роторами, вращающимися в противоположные стороны друг относительно друга, создавая единую систему из трех статоров, запрессованных в станину и вращающихся в сторону, противоположную вращению трех роторов, закрепленных на одном валу.
Устройство системы безредукторного гидроагрегата показано на фиг.1, где 1 - корпус, 2-4 - статоры, 5-7 - роторы, 8 - станина, 9-10 - валы, 11-13 - обмотки статоров, 14 - контактные кольца, 15-17 - обмотки возбуждения роторов, 18 - выпрямитель, 19-20 - гидроколеса.
Сущность предлагаемой системы
Система безредукторного гидроагрегата содержит корпус - 1, статоры - 2-4, запрессованные в станину - 8, которая расположена на валу - 9. Роторы 5-7 установлены на валу - 10. Обмотки статоров - 11-13 расположены в пазах статоров - 2-4, выводы обмоток статоров - 11-13 соединены с контактными кольцами - 14. В пазы роторов - 5-7 вложены обмотки роторов - 15-17. Выпрямители - 18 включены в цепь обмоток роторов - 15-17. Система возбуждения содержит выпрямители - 18 и обмотки - 15-17 роторов - 5-7. Гидроколеса - 19, 20 установлены на валах 9 и 10 с внешней стороны корпуса - 1.
С целью уменьшения скорости вращения система гидроагрегата выполняется таким образом, что статоры - 2-4, запрессованные в станину - 8, расположенную на валу - 9, вращаются в сторону противоположную вращению роторов - 5-7, закрепленных на валу - 10.
Система безредукторного гидроагрегата работает следующим образом.
Вода поступает на гидроколеса 19, 20, вращающиеся в противоположные стороны. Энергия поступающей воды сообщает вращающие моменты валам 9 и 10, которые передают эти моменты статорам 2-4 и роторам 5-7. Причем вращение вала 9 со статорами 2-4 и вала 10 с роторами 5-7 осуществляется в противоположные стороны. Поток остаточного намагничивания роторов 5-7 гидроагрегата при их вращении наводит ЭДС в обмотках роторов 15-17, образуя три однофазных напряжения, сдвинутых относительно друг друга на 120 электрических градуса. Под действием этой ЭДС в обмотках роторов 15-17 начинает протекать ток самовозбуждения, создающий магнитодвижущую силу. В системе самовозбуждения создается постоянный поток возбуждения за счет включенных в цепь обмоток возбуждения роторов - 15-17 выпрямителей - 18. Полученная магнитодвижущая сила создает поле роторов 5-7, которое, вращаясь, наводит ЭДС в обмотках статоров 11-13. Напряжение с обмоток статоров 11-13 снимается с помощью контактных колец - 14.
Технической эффективностью предложенного устройства безредукторного гидроагрегата является возможность обеспечения низкой скорости вращения (до 2-3 оборотов/мин) без использования дополнительных редукторов с повышением надежности работы. При мощности десяток киловатт габариты устройства не превышают в диаметре и по длине нескольких десятков сантиметров.