Совмещенная электромашинная якорная обмотка

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена двухслойной в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами Y <SB POS="POST">п</SB>I = 10-2 (I-1) для второй, шестой, и десятой групп и Y <SB POS="POST">п</SB>К = 11-2 (K-1) для остальных групп. Обмотка соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности P <SB POS="POST">1</SB> = 2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности P <SB POS="POST">2</SB> = 6 от их нулевых точек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую группы и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз, одинаковых с первой, номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях первой фазы включены катушки с номерами K = 1 первой и седьмой групп - в ветвь первой звезды, K = 4 первой, четвертой, седьмой групп - в ветвь второй звезды, K = 1 четвертой группы и I = 1 - в ветвь третьей звезды, а остальные катушки групп фазы - в дополнительную ветвь. 6 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈХ

РЕСПУБЛИН

„„SU, 1495 1 (51)4 Н 02 К 3 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ7ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

H A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4295455/24-07 (22) 12.08.87 (46) 23.07.89. Бюл. У 27 (75) В.И.Попов (53) 621.313.333.2.045.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 655027, кл. Н 02 К 3/28, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 1062827, кл. Н 02 К 3/28, 1983. (54) СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ

ЯКОРНАЯ ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения— улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена двухслойной в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по пазам у, = 10-2(i-1) для второй, и; шестой и десятой групп и у „„=

11-2(k-1) для остальных групп. Обмотка соединена в три параллельные

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.

Цель изобретения — улучшение электромагнитных параметров обмотки

2, трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р = 2 и доf полнительными однофазными зажимами для полюсности р = 6 от их нулевых и точек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую группы и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз одинаковых с первой, номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях первой фазы включены катушки с номерами k = 1 первой и седьмой групп — в ветвь первой звезды, k = 4 первой, четвертой, седьмой групп — в ветвь второй звезды, четвертой группы и i = 1 — в ветвь третьей звезды, а остальные катушки групп фазы — в дополнительную ветвь.

6 ил., 1 табл. путем увеличения обмоточных козффиГциентов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг. 2 - чередования фазных зон обмотки для полюсности р,= 2; на фиг. 3 — упрощенная схема соединения фазы обмотки; на фиг, 4 и 5 — диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р „= 2 и р = 6 соответственно; на фиг. 6 — многоугольник МДС обмотки

1495912 третьей звезды, а остальные катушки (1 = 2 и 3 групп 1Г, 4Г, 7Г и г

2, 3) — в дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других одинаковых с первой фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Оси соседних катушечных групп смещены на углы (в электрических градусах)

60 + 4 для р = 2 (фиг. 4

15 /q = 4,0 ) и 180 + 3 а/ для р = б (фиг.5), где q = 45/(3 4)

3,75 — число пазов на полюс и фазу. Их ЭДС образуют трехфазную симметричную систему для р, = 2 и однофазную систему с тремя ветвями для р = 6. На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р,= 2), а нижний ряд — направления однофазного тока

25 при питании обмотки через 01-02 (р = 6).

ЭДС катушек пропорциональны их

;коэффициентам укорочения К

sin(È у „/11,25) и К у = sin(9 «

30 «Уп/3 75), где 45/4 = 11,25 и

45/12 = 3,75 — полюсные деления.Данные приведены в таблице.

Номера катушечных групп

Числа витК 6 ков катушек

Ветви фазы чп

Ку

1Г, ЗГ, 4Г, 5Г

0,9994

0,9511

0,8290

-0,9945

%

Первая

Дополни

-0,58781

0,2079/ тельная

7Г, 8Г, 9Г, 11Г, 12Г

Вторая

О, 6428

0,8660

2Г, 6Г, IÎÃ

0,9848

0,8988

0,7431

* Для групп 4Г, 8Г, 12à — в третью ве твь. для полюсности р,= 2 при с = 1,0 (наружный) и с = 1/3 (внутренний) .

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 45 пазах с номерами от 1 до

45 из 12 катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами по паэам у „, = — 10-2(-1) = 10, 8, 6 для групп 2Г, 4Г, 10Г и у„ = 11-2(k-1) = 11, 9,, 7, 5 для остальных групп, где i — 1 — 3 и k = 1-4 — номерами катушек

1 ! в тре:.— и четырехкатушечных группах, 1

Она соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазньми зажимами С1, С2, СЗ для р,= 2, дополнительными однофазными зажимами 01-02, для полюсности р = 6 от нулевых тоI чек первой и второй звезд, дополнительным нулевым зажимом О от нулевой точки третьей звезды. Фаза первая содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г и

,их катушки включены последовательно, в ветви звезд и в дополнительную, ветвь, начало которой образует зажим, фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг. 3): катушки с номерами k = 1 групп 1Г и 7Г— в ветвь первой звезды, k = 4 групп

1Г, 4Г, 7à — в ветвь второй звезды, k = 1 группы 4Г и i = 1 — в ветвь

ЭДС ветвей фазы (фиг. 3) для р,= 2 (фиг. 4) равны: ветви С1 -01

2 0,9994 cos d W 1, = 1,9939 W 1, ветви

С1 -02 — 0,6428 (1+2cos<4 W — 1,9253 И1„ ветви С1 -Π— 0,9994 +

+ 0,9848) W1, = 1,9842 М, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 1,9678 М>, ветви

С1-С1 — i(0,9511 + 0,8290)(1+2соЫ) +

+ 0,8988 + 0,74311 - cW г, =6,9735 eW<, -0,8660 М 1, Третья

-0,2079 Дополни0> 5878 j тельная

ЭДС фазы равна (6,9735 с+1,9678)W „ при числе витков фазы равном (8с +

+ 7/3)Wp и тогда при с = 1,0 получают К„ = 8,9413/(8+7) = 0,8653.

Для ЭДС фазы, меньшей в ГЗ раза, получают (6,9735c + 1,9678)

= 8,9413/гЗ, откуда находят с = 0,46 и К = 0,8607; при с = i/3 получают К 06 = 0,8585.

149

55

3ДС цепи 01-02 для полюсности р = 6 не зависит от коэффициента с и равна (фиг. 5) ((0,9945 + 0,8660,. к

r (1+2co s3/) — О, 9945) 11 > = 4, 5057Ì < при числе витков этой цепи, равном

Лб

5 1, и тогда обмоточный коэффициент равен К б = 4,5057/5 = 0,9011. Сечение провода катушек дополнительных

- ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с, вследствие чего сохраняется для всех пазов одинаковый коэффициент заполнения медью.

По сравнению с известной обмоткой, для которои K об = 0,840 и К ОБР

0,665, предлагаемая обмотка имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов в 0,8653/0,840 = 1,035 раза для р = 2 и в 0,9011/0,665 — 1,355 для р = 6. Кроме того, она имеет расширейные функциональные возможности, так как допускает подключение на фазное напряжение однофазной генераторной нагрузки.

На фиг. 2 и 6 цифрами от 1 до 45 пронумерованы пазы, фазные зоны для р = 2 обозначены как А-Z-В-Х-С-Y u

1 их вектора изображены в центре фиг.6; кружочками на фиг. 2 отмечены пазы, в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемые тройным значением тока, и среднее значение тока паза равно (8 ° 3 + 7)3/45 = 93/45. Многоугольники МДС на фиг. 6 построены с использованием вспомогательной треугольной сетки, сторона которой изображает ток фазной эоны и принята за две единицы длины. Из фиг. 6 определяют; при с = 1,0 (наружный многоугольник) . (R 1 = 7518/45 — квадрат среднего радиуса пазовых точек R = (93 " г

«0,8653/2 (f) = 164,03615 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической 1ЯС обмотки; 6 yq — (R /R — 1)«100 = 1,84757 — коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее МДС высших и низших гармонических. Аналогичным образом при с = 1/3 (внутрен,ний многоугольник) определяют b y =

1,2227 и это значение соответствует обычной двухслойной обмотке при

45/(3 4) = 3,75 и среднем шаге катушек по пазам, равном у „ = 8,0.

Таким образом, по сравнению с известной обмоткой, для которой

5912 6

5,0 — 5,57,, предлагаемая обмотка имеет значительно лучшие электромагнитные параметры по качеству МДС.

Предлагаемая обмотка может использоваться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля. Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины: трехфазную основную с полюсностью р,= 2 и дополнительную однофазную с полюсностью р = 6, работающую через блок регулирования напряжения с вентилями на обмотку возбуждения ротора. Применение такой совмещенной обмотки в синхронных машинах серии ОС способствует упрощению конструкции машины и ее изготовления, уменьшению расхода меди и изоляции на якоре, повышению эксплуатационной надежности машины. Для упрощения изготовления обмотки целесообразно наматыватb катушки ветвей фаз на шаблоне непрерывно, что позволяет исключить выполнение междукатушечных соединений, Формула изобретения

Совмещенная электромашинная якорная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 45 пазах с номерами от 1 до 45 из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, 10Г выполнены из трех концентрических катушек с шагами по пазам у =

10-2(i-1), остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по,пазам у = 11-2(k — 1), причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1, 5, 8, 12, 16, 20, 23, 27, 31, 35, 38 соответственно, катушки соединены в параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения .одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены встречно относительно катушек нечетных групп, а номера групп фаз чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для

1495913

121 1

Р, =

12- доо Zoo goo yoo g оо яоо g oo Е оо Воо Хоо Соо оо оо9 ооХ оо ооу oog ooZ оо9 ооХ oop o o ooA

1 д 5 7 9 11 19 15 17 19 21232527 29 Л Ю,УХÞ7 ЮУ

Фиг.2

ИГ

7/"

1$

>< 1f

2Ю, 3Г б/

Ж 10Г

Фсм Х

4tf8. У

Составитель А.Кецарис

Техред М,Ходанич Корректор И.Муска

Редактор F. Папп

Заказ 4281(52 Тираж 646 Подписное .ВНИИПИ ГосударственноГо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,,101 фазы второй и восемь групп для фазы третьей, отличающаяся тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров путем увеличения

5 обмоточных коэффициентов, число трехфазных звезд выполнено равным трем, а в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп

1Г, 7Г, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г в первую фазу третьей звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, !ОГ в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп

1Г, 4Г, 7Г, 1ОГ, где i = 1, 2, 3; — 1, 2, 3, 4 — номера катушек.