Совмещенная синхронная электрическая машина /ее варианты/

 

1.Совмещенная синхронная электрическая машина с возбуждением от третьей гармоники поля, содержащая на статоре трехфазную двухслойную обмотку, соединенную в звезду с двумя параллельными ветвями и дополнительными выводами, подключенными через выпрямители к обмотке возбуждения ротора, причем параллельные ветви выполнены с различными шагами и числами витков, произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны, а для Зр эазличны меящу собой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, увеличения использования меди и расширения области применения, обмотка содержит 6 р распределенных катушечных групп с концентрическими равновитковыми катушками, нечетные группы выполнены из четырех катушек с шагами по пазам Vj 10-2 (i-U, а четные - из трех катушек с 9-2 (i-1/, катушки каждой группы соединены в две подгруппы и первая подгруппа нечетных групп содержит наружную и соседнюю с ней катушки, а четных групп - наружную катушку, вторая подгруппа - остальные катушки группы, причем в одной ветви соединены последовательно подгруппы первые, а в другой - вторые соответствующих групп фазы, начала ветвей образуют зажимы фаз, а концы подключены к двум дополнительным выводам, где ,2,3,4 .- номер катушки в § группе, рчисло полюсов. О) 2. Совмещенная синхронная электрическая машина с возбуждением от третьей гармоншси поля, содержащая на статоре трехфазную двухслойную § обмотку, соединенную в звезду с двумя параллельными ветвями и допол-нительными выводами, подключенными через выпрямители к обмотке возбуж00 о со дения ротора, причем параллельные ветви выполнены с различными и числами витков, произведения их О) обмоточных коэффициентов на числа | витков для полюсности р равны, а для Зр различны между собой, отличающая ся тем, что, с целью упрощения конструкции, увеличения использования меди и расширения области применения, обмотка содержит 6р распределенных катушечных групп с концентрическими равновитковыми катушками, нечетные группы выполнены из четырех катушек с шагами по пазам v 10-2 (i-1), а четные - из трех катушек с 9-2 (i-11, катушки каждой группы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„11 0967 А зш Н 02 К 19/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;, M АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2919395/24-07 (22) 30.04.80 (46) 23.12.84. Бюл. В 47 (72) В.И.Попов, P.М.Манукян и С. Г.Амамчян (71) Горьковский политехнический институт им. А.А.Жданова и Армянский электромашиностроительный завод им. В.И.Ленина (53) 621.313.32(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3025450, кл. 322-28, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 313503, кл. Н 02 К l9/36, .1975.

3. Патент США Ф 3868564, кл. 322-59. (54) СОВМЕЩЕННАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА(ЕЕ ВАРИАНТЫ 1. (57) 1.Ñîâìåùåííàÿ синхронная электрическая машина с возбуждением от третьей гармоники поля, содержащая на статоре трехфазную двухслойную обмотку, соединенную в звезду с двумя параллельными ветвями и дополнительными выводами, подключенными через выпрямители к обмотке возбуждения ротора, причем параллельные ветви выполнены с различными шагами и числами витков, произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны, а для 3 р различны между собой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, увеличения использования меди и расширения области применения, обмотка содержит 6 р распределенных катушечных групп с концентрическими равновитковыми катушками, нечетные группы выполнены из четырех катушек с шагами по пазам у; =10-2 (i -1 ), а четные — из трех катушек с i

=9-2 (i — 1! катушки каждой группы соединены в две подгруппы и первая подгруппа нечетных групп содержит наружную и соседнюю с ней катушки, а четных групп — наружную катушку, вторая подгруппа — остальные катушки группы, причем в одной ветви соединены последовательно подгруппы первые, а в другой — вторые соответствующих групп фазы, начала ветвей образуют зажимы фаз, а концы подключены к двум дополнительным выводам, где i=l,2,3,4, — номер катушки в Щ группе, р — число полюсов.

2. Совмещенная синхронная элек- трическая машина с возбуждением от третьей гармоники ноля, содержащая на статоре трехфазную двухслойную

Ф обмотку, соединенную в звезду с Ф двумя параллельными ветвями и дополнительными выводами, подключенными через выпрямители к обмотке возбуждения ротора, причем параллельные ветви выполнены с различными шагами и числами витков, произведечия их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны, а для Зр различны между собой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, увепл-, чення использования меди и расширения области применения, обмотка содер- 3 1 жит бр распределенных катушечных групп с концентрическими равновитковыми катушками, нечетные группы выполнены иэ четырех катушек с шагами по пазам у; =10-2 (1-1), а четные — иэ трех катушек с

9-2 (1 — 1I, катушки каждой группы

I ) 30967 соединены в две подгруппы и первая подгруппа нечетнь1х групп содержит наружную и соседнюю с ней катушки, а четных групп — наружную катушку, вторая подгруппа — остальные катушки группы, причем лри pi 2 %, в каждой ветви соединены последовательно одни; подгруппы первых р групп фазы с другими подгруппами вторых р

Изобретение относится к синхронным электрическим машинам, возбуждаемым от третьей гармоники магнит- 2п ного поля, Известны синхронные электрические машины, возбуждаемые от третьей гармоники поля и содержащие иа стато- . ре основную обмотку с лолюсностью 25 р и дополнительную с лолюсиостью .

3 р, которая через выпрямитель подключается к обмотке возбуждения ротора ).1 3.

Однако указанные машины имеют на статоре дополнительную обмотку, что усложняет конструкцию и уменьшает использование активных материалов.

Наиболее близкой к изобретенив по технической сущности и достигаемому результату является синхронная электрическая машина с возбуждением от третьей гармоники поля, содержащая на статоре трехфазную обмотку, выполненную с параллельными ветвями и соединенную в звезду с двумя нулевыми выводами, подключенными через выпрямитель к обмотке возбуждения ротора. Такая обмотка выполняет функции основной и дополнительной обмоток, ее параллельные ветви выполняются с различными шагами и числом витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны,а для полюсности Зр — различны 50 между собой Г2). и (33 °

Недостатками известной машины с указанной обмоткой являются сложность конструкции и технологии изготовления из-за неравномерного расположе- 55 ния разношаговых катушек, неравномерное и неполное заполнение паэового слоя, низкий обмоточный коэффицигрупп фазы, причем концы ветвей подключены к общему нулевому выводу, а дополнительные выводы выполнены в каждой фазе от точек соединений в ветви подгрупп первых со вторыми и выпрямительные мосты фаз соединены по постоянному току, где ) 1,2,3, п» i =1,2,3,4 — номер катушки в группе, р — число полюсов. ент и плохая форма лоля для полюсности Зр(ограниченная область применения вследствие выполнения обмотки лишь в Зб пазах 1.

Цель изобретения — упрощение конструкции и технологии изготовления увеличение использования меди и расширение области применения путем выполнения обмотки в 21 р пазах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно первому варианту обмотка содержит бр распределенных катушечных групп с концентрическими равновитковыми катушками(нечетные группы выполнены из четырех катушек с шагами по лазам у. =10-2 (1 -)), а четные — из трех катушек с у; =

=9-2 (i-)I, катушки каждой группы соединены в две подгруппы и первая подгруппа нечетных групп содержит наружную и соседнюю с ней катушки, а четных групп — наружную катушку, вторая подгруппа- остальные катушки группы, причем в одной ветви соединены последовательно подгруппы первые, а в другой — вторые соответствующих групп фазы, начала ветвей образуют зажимы фаз, а концы подключены к двум дополнительным выводам, где i =1,2,3,4 — номер катушки в группе, р-число полюсов.

Кроме того, согласно второму варианту, обмотка содержит бр распределенных катушечных групп с концентрическими равновитковыми катушками, нечетные группы выполнены из четырех катушек с шагами по лазам у;=10-2. (i — t) а четные — иэ трех катушек с. у; 9-2 (i-)), катушки каждой группы соединены в две подгруппы и первая подгруппа нечетных групп содержит наружную и соседнюю

lf30 с ней катушки, а четных групп— наружную катушку, вторая подгруппа— остальные катушки группы, причем при р=2к, в каждой ветви соединены последовательно одни подгруппы первых р групп фазы с другими подгруппами вторых р групп фазы, причем концы ветвей подключены к общему нулевому выводу, а дополнительные выводы выполнены в каждой фазе от точек 1О соединений в ветви подгрупп первых с вторыми и выпрямительные мосты фаз соединены по постоянному току, где к=1,2,3,..., я, i -1 2,3,4— номер катушки в группе, р — число полюсов.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки с р=2, имеющей два дополнительных вывода; на фиг. 2 — то же,по второму вариан- 2О ту, на фиг. 3 — 4 — диаграммы ЭДС фазы для полюсности р и 3р по первому варианту; на фиг. 5 и 6 — то же, по второму варианту.

Обмотка выполнена с р=2,трехфазной, двухслойной в 2fp=42 пазах и содержит бр=12 катушечных групп с йомерами от 1 до 12(фиг. 1) . Нечетные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по лазам у,=10-2 (i — f)=10,8, 6,4, а ."О четные — из трех катушек с у; =9-2 (i -1)=9,7,5, где i — номер катушки в группе.

Первая подгруппа нечетных групп включает в себя наружную и соседнюю с ней катушки, а четных — наружную катушку. Вторая подгруппа включает в себя внутреннюю и соседнюю с ней катушки. В фазе Cl соединены последовательно первые подгруппы групп с 4 номерами 1,4,7,10, а в другой— вторые подгруппы тех же групп. Начала ветвей образуют зажим фазы Cl, а концы подкг.ючены к двум дополнительным выводам 0 и О . Аналогично 4S выполнены фазы С2, CÇ и номера их групп чередуются с интервалом в две группы.

На диаграммах(фиг. 2 и 3)вектору

ЭДС наружной катушки приписан номер 50 группы„ а каждой последующей — тот же номер со штрихом, двумя штрихами, тремя штрихами.

Для полюсности р=2(фиг. 2 )величины векторов ЭДС катушек пропорциональны 5S их коэффициентам укорочения: К р=

=0,997, К =0,931, К =0,782, К ¹p

=563 — для нечетных групп: К„р=0,975;

967 4

К =О, 866, К „ =О, 681 —. для четных групп. ЭДС одной ветви пропорциональна сумме 0,997 + 0,931 + 0,975 =

=2,903, а другой ветви — сумме

0,782 + 0,563 + 0,866 + 0,681 2,892.

Таким образом, все катушки групп можно выполнять равновитковыми и при этом ЭДС ветвей для полюсности р совпадают по фазе-и практически равны по величине. На дополнительных выводах 0 и О№это поле ЭДС не наводит. Обмоточный коэффициент обмотки для полюсности р равен К =(2,903 +

+ 2,892)/7=0,828.

Для полюсности Зр(фиг. 3)векторы

ЭДС катушек пропорциональны коэффициентам укорочения:К р =-0,975, для нечетных групп К р= -0,782, 1(„, =0, К"„ =0,782 — для четных групп.

Обмоточный коэффициент обмотки для полюсности Зр равен К,sp(09975 + 0,434+

+ 0,782)/3,5 Q,626.

Катушечные группы обмотки, представленной на фиг. 4, выполнены аналогично обмотке, представленной на фиг, !. В одной ветви фазы Cl соединены последовательно первые подгруппы групп с номерами I и 4 со вторыми подгруппами групп 7 и 10, а в другой ветви — вторые подгруппы групп I и 4 с первыми подгруппами групп 7 и IO. От точек соединений в ветвях подгрупп гервых со вторыми выполнены дополнительные выводы

Of-04 ° Аналогично выполнены фазы С2, С3 с дополнительными выводами 02-05, 03-06. Концы ветвей подключены к общему нулевому .выводу О.

Из диаграммы ЭДС фазы CI для полюсности р= 2(фиг. 5).видно, что на дополнительных выводах 01-04 это поле ЭДС не наводит. Из диаграммы

ЭДС фазы для полюсности Зр=6 (фиг. 6)видно, что на выходах

Cl-0 это поле ЭДС не наводит, т.е. такую обмотку можно соединять в треугольник.

К каждой паре дополнительных выводов 01-04, 02-05, 03-06 подключается вход выпрямительного моста.

Все мосты фаз соединяются между собой на стороне постоянного тока и общие "+" и "-" подключаются к обмотке возбуждения ротора.

На фиг. 1 и 4 верхний ряд стрелок показывает направления токов при питании обмотки через выводы С1, С2 и CÇ трсхфазным током, а нижний

I I3,0967

Q f 2 7 4

Фиг.l

Фиг.2 юг. 3

7 1."-4" 7" 7" -10"

ВНИИПИ Заказ 9622/39 Тираж 666 Попписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 ряд — при питании обмотки через дополнительные выводы однофазным

/ током.

По сравнению с обмоткой, выполненной 2р=4-полюсной в 36 пазах и имеющей I(=0,88I и К,, =0,244> предлагеемая обмотка в двух вариантах ее исполнения имеет в

2,41 раза лучшее использование

5 меди»