ГЕНЕРАТОР С БОЛЬШИМ ПОРЯДКОМ ФАЗ

1. Устройство для получения электрической мощности на основе механической, содержащее генератор (1) с ротором и статором для преобразования механической мощности в многофазный переменный ток (6), при этом
статор содержит сердечник с цилиндрическим отверстием, стержень статора имеет множество разнесенных между собой параллельных пазов, расположенных по оси вдоль стержня статора и открытых со стороны отверстия, причем в пазы статора заведено множество обмоточных стержней статора,
обмотки статора, образующие фазы многофазного переменного тока (6), соединены треугольником,
многофазный переменный ток (6) содержит более трех фаз,
отличающееся тем, что оно также содержит статический частотный конвертер для преобразования многофазного переменного тока (6) в требуемый выходной переменный ток (7), выполненный в виде матричного конвертера (3), и что статор выполнен в виде многоугольного статора, в котором наружные выводы обмоток шунтированы, а входы матричного конвертера (3) соединены с концевыми выводами стержней, причем при наличии «к» пазов статора и многофазного выхода с m фаз каждый к/m-й концевой вывод обмоточных стержней или эвольвент соединен с образованием фазы многофазного выхода статора.
2. Устройство по п.1, в котором требуемый выходной переменный ток (7) имеет 3 или 6 (n) фаз, а многофазный переменный ток (6) имеет более 8 (m) фаз.
3. Устройство по п.2, в котором число (m) фаз многофазного переменного тока (6) является кратным трем.
4. Устройство по п.1, в котором многофазный переменный ток (6) содержит 9, 12, 18,21 или 24 (m) фазы.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждом пазу статора расположен один или два обмоточных стержня статора.
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что в матричном конвертере (3) m фазы многофазного переменного тока (6) генератора (1) преобразуются в выходной переменный ток (7) с n (n<m) фазами (L1,…L3) нагрузки посредством множества расположенных в (m×n) матрице, управляемых двунаправленных переключателей (4), в результате чего каждая из m фаз многофазного переменного тока (6) соединена с каждой из n фаз выходного переменного тока через, по меньшей мере, один двунаправленный переключатель (4).
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что двунаправленные переключатели (4) управляются контрольной системой, соединяющей соответствующим образом m входы с n выходами, причем первые средства для определения знака токов на входах и вторые средства для определения знаков напряжений расположены между входами, при этом первые и вторые средства находятся в активном соединении с контрольной системой.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что двунаправленные переключатели (4) соединены с контрольной системой через сигнальную линию, по которой информация о коммутационном состоянии переключателей поступает в контрольную систему.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что двунаправленные переключатели содержат подключенные встречно-параллельно тиристоры или соответственно расположенные IGBT, IGCT или GTO.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что матричный конвертер (3) встроен, по меньшей мере, частично в статор генератора.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что часть матричного конвертера (3), расположенного в статоре, находится в потоке используемого для охлаждения генератора хладагента.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число (m) фаз многофазного переменного тока (6) соответствует числу пазов статора.
k
1
13. Способ эксплуатации устройства по любому из предыдущих пунктов, содержащего матричный конвертер (3), в котором m фазы многофазного переменного тока (6) генератора (1) преобразуют в выходной переменный ток с n (n<m) фазами (L1,…L3) нагрузки в результате поочередного соединения этих фаз через множество управляемых двунаправленных переключателей (4), расположенных в (m×n) матрице, при этом n фазы генератора (1) постоянно соединены с нагрузкой, причем (m-n) фазы генератора (1) с нагрузкой не соединены, отличающийся тем, что подключение выбранной соединенной фазы (G) к выбранной не соединенной фазе (G) генератора (1) производят при соблюдении условия:
k
k
l
ijkl
I(V-V)· K<0,
k
k
k
l
l
ijkl
l
m
где I и V - ток и напряжение выбранных соединенных фаз (G), V - напряжение выбранной, не соединенной фазы (G), K - характеристическая постоянная взаимной индуктивности между фазами (G,…G) генератора (1) и индуктивностью нагрузки.
14. Способ модификации соединенного в звезду статора, отличающийся тем, что статор содержит сердечник с выполненным в нем цилиндрическим отверстием, что сердечник статора содержит множество разнесенных параллельных пазов, расположенных по оси вдоль сердечника статора и открытых со стороны отверстия, причем в пазы статора заведено множество обмоточных стержней статора, включающий в себя следующие операции:
шунтирование наружных выводов обмоток статора,
применение концевых выводов обмоточных стержней в качестве многофазного выхода статора.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что статический частотный конвертер, предпочтительно матричный конвертер, непосредственно соединяют с концевыми выводами обмоточных стержней, предпочтительно в результате того, что комплекты двунаправленных переключателей непосредственно соединяют с концевыми выводами обмоточных стержней с образованием матричного конвертера.
16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что статор содержит «к» пазов, что многофазный выход содержит m фаз, и что каждый к/m-ный концевой вывод обмоточных стержней или эвольвент соединяют с образованием фазы многофазного выхода статора.
17. Способ по п.14, отличающийся тем, что удаляют кольца, охватывающие катушки и соединяющие их с соединительными клеммами, и что концы стержней, которые ранее были соединены с охватывающими кольцами, сваривают между собой.