Обмотка для альтернаторов высокого напряжения

 

№ 1288

Класс 21с1

llATEHT НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ обмотки для альтернаторов высокого напряжения.

К патенту ин-ца Ч. А. Парсонса (С. А. Parsons), Ньюкестль на Тайне, Англия, заявленному 9 июля 1924 года (ваяв. свид. № 78644).

Действительные изобретатели ин-цы Ч. А. Парсонс и Д. Розен.

О выдаче патента опубликовано 31 мая 1926 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 года.

Предлагаемое изобретение касается усовершенствований в альтернаторах высокого напряжения. Обычно генераторы редко устраиваются для напряжений свыше, приблизительно, 14000 вольт, между фазами у зажимов, так как при более высоких напряжениях возникают затруднения, вызываемые самою изолировкою или образованием на ней азотной кислоты, возникновением поверхностей утечки, электростатических эффектов и т. д., размеры же и вес устройства становятся столь черезмерными, что обычно принято проектировать альтернаторы для сравнительно низкого напряжения, а для повышения их напряжений, необходимых для передачи, пользоваться статическими трансформаторами.

Предлагаемое изобретение имеет целью такое устройство альтернатора, которое позволяет безопасно производить токи более высокого, чем обыкновенно, напряжения, сохраняя размеры и вес машины в сравнительно малых пределах.

Согласно изобретению, альтернатор снабжается обмоткою, включающей в себе несколько проводников, вставленных один в другой, изолированных дру г от друга, соединенных между собою последовательно, при чем напряжение в них понижается изнутри кнаружи.

На фиг. 1 изображена часть альтернатора в одной форме его осуществления, согласно изобретению, фиг. 2— развернутую диаграмму соединений, фиг. 3 — поперечный разрез круглого провода, применяемого в предлагаемом ! устройстве, фиг, 4 — подобный же вид провода удлиненного сечения, фиг. 5— устройство с шахматным расположением каналов.

Согласно одной формы осуществления изобретения, провод имеет в целом круглое поперечное сечение (фиг. 1, 2 и 3) и состоит из центрального сердечника а, способного выдерживать более высокое напряжение, окруженного (с промежуточной изолировкою) двумя трубчатыми проводами с и d, последовательно выдерживающими более низкое напряжение, при чем проводники вставлены друг в друга общеизвестным способом. На фиг. 2 отдельные части имеют следующие обозначения; — листы статора, а, с, d — концентрически расположенн>яе проводники, выведенные из своих каналов и соединенные помощью концевых обмоток а, с, o, на этой фиг. 1 показаны концевые обмотки только одной фазы, обмотки >ке прочих фаз располо>кены в пространствах k н lIE. В показанной форме осуществления внутренние сердечники а различных проводников в каждой фазе (фиг. 2) . соединены между собою последовательно и помощью поперечных соединений f связаны окружающими сердечник трубками с, которые также соединены последовательно и, в свою очередь. помоц ью поперечных соединений h соединены с наружными трубками проводов /, а эти последние соединены с звездчатым или заземленным концом обмотки, как, обозначено через с. Таким образом, между смежными проводниками и между наружным проводником и землею поддерживается низкое напряжение, так что потребная толщина изолировки и длина, поверхности утечки могут быть полу- чены без излишнего увеличения разме-, ров устройства. На фиг. 2 показаны соединения одной фазы трехфазного двуполюсного альтернатора, имеющего

84 канала, в каждом из которых ломе- щаются три концетрические проводника.

Нижеприведенные пояснительные дан-, ные, в связи с показанным устройством, служат для выяснения идеи изобретения: оомотка трехфазного альтернатора для напряжения в 20000 вольт между фазами зажимов может быть, целесообразно,, снабжена 84 каналами, по три провод- ника в каждом канале; обмотка ка>кдои фазы распределяется в таком случае между 28 каналами или 84 проводниками, при чем возбу>кдаемое каждым проводником напряжение на каждый проводник составляет 137. Внутренними проводниками 28 каналов служат про- водники высокого напряжения от 11500 до 7810 вольт; средние проводники их имеют напряжение от 7670 до 3970 и наружные проводники †3830 вольт до нуля. При таком расчете получается, существенная постоянная разность по-

"енциалов между проводниками в ка>к- дом канале около напряжения в 3830 j вольт и наибольшее напряжение от на- ружного проводника к земле в 3830 вольт. Такие напряжения считаются совершенно умеренными и могут быть распределены помощью существующих практических способов.

Согласно видоизменению изобретения, каждый провод, как целое, может иметь удлиненное поперечное сечение с полукруглыми краями (фиг. 4), в этом случае, сердечник» получает, целесообразно, пластинчатое или листовое строение и охватывается проводниками î, Р, в виде плоских трубок, которые также могуг иметь пластинчатое строение, при чем, как и прежде, между ними располагается изолировка з. Пластинчатые проводники устраиваются по преимуществу из изолированных проволок, свернутых спиралью в один или несколько слоев, но можно применять и всякое иное устройство. Провода предлагаемого устройства могут быть в некоторых случаях располагаемы в два или несколько рядов в шахматном порядке (фиг. 5). Это устройство особенно пригодно для машин высокого напряжения. При шахматном расположении каналов безуатное сопротивление альтернаторов возрастает; в то же время, вместо проводов удлиненного сечения, можно применять более дешевые круглые провода. Шахматное расположение каналов способствует также однообразному распределению обмоток и обладает преимуществами гладкого якорного сердечника с обмотками, устроенными на поверхности с не очень большим между>келезным пространством; этим путем устраняются невыгоды возрастания возбуждения, вызываемые большим междужелезным пространством. Концевые обмотки могут быть располагаемы всяким иным подходящим способом, допускающим желательное концентрическое положение проводов в их каналах, напр., можно весь, состоящий из вставленных друг в друга стержней или трубок, провод располагать открыто для образования концевых соединений подобного >ке устройства, при чем поперечные соединения применяются, как означено выше. Каналы могут иметь произвольную форму и быть как полуоткрытыми, так и совершенно открытыми.

В некоторых случаях, для уменьше- I ния потерь и для достижения более, низких и однообразных подьемов тем-: ператур в проводах, концентрическим, проводникам можно придавать неодинаковую площадь поперечного сечения, сообщая внутреннему проводнику наибольшее сечение.

В предлагаемом изобретении электри- ческие усилия в изолирующем материале равномерно распределяются по всей площади поперечного сечения изолировки с целью устранения затруднений, возни- кающих в таких соединениях при очень больших потенциалах.

ПРедмвт плтентА.

1. Однослойная обмотка для альтернаторов высокого напряжения, харак-, теризующаяся тем, что она состоит из вставленных один в другой и изолированных друг от друга отдельных проводников, выполненных в виде цилиндрических или сплюснутых трубок (фиг.

3 и 4), которые, с целью получения равномерного распределения действующего на изоляцию напряжения, соединены между собою последовательно так, что сначала в обмотку вводятся все внутренние проводники, затем средние и, наконец, наружные (фиг. 1), при чем последний провод присоединяется к нейтральной точке.

2. Видоизменение охарактеризованной в и. 1 обмотки, отличающееся тем, что проводники расположены в два слоя в шахматном порядке (фиг. 51.