СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано для выработки электроэнергии.
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).
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).
Недостатком этих синхронных генераторов является то, что они не обеспечивают установленную мощность и вырабатывают электроэнергию недостаточного качества.
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.
Задача полезной модели - повышение мощности и качества вырабатываемой электроэнергии.
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.
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.
Одна обмотка статора состоит из нескольких катушек, то есть витков обмотки, уложенных в пазу. В пазах статора уложены двухслойные катушки разноименных фаз.
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.
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).
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).
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.