Совмещенная электромашинная обмотка якоря

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов, а также путем снижения дифференциального рассеяния для полюсности P<SB POS="POST">1</SB>=2. Обмотка якоря выполнена двухслойной в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по пазам J<SB POS="POST">NI</SB>=10-2(I-1) для второй, шестой, десятой групп и J<SB POS="POST">HK</SB>=11-2(K-1) для остальных групп, где I=1-3 и K=1-4 - номера катушек в группах обмотки. Соединена в две 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 нулевых точек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую группы. Их катушки включены последовательно в ветви звезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных групп включены в ветви встречно относительно нечетных. Для двух других фаз, одинаковых с первой, номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. В верви первой фазы включены катушки с номерами K=1 первой и седьмой групп - в ветвь первой звезды, K=4 первой, четвертой, седомой - в ветвь второй звезды, а остальные катушки групп фазы - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 К 3/28 воде.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295456/24-07 (22) 12.08.87 (46) 23.07.89. Бюл, Ф 27 (75) В.И.Попов (53) 62 1.313.333.2.045.58 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! 243033, кл, Н 02 К 3/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

И - 1062827, кл. Н 02 К 3/28, 1983. (54) СОВМЕ!ЦЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ

08N0TKA ЯКОРЯ (57) Изобретение относится к злектромашиностроению. Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов, а также путем снижения дифференциального рассеяния для полюсности р,= 2. Обмотка якоря выполнена двухслойной в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по пазам у и. = — 10-2(i-1) .для второй, шестой, десятой групп и у = 11-2(k-1) для осп1, Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в общем магнитопроЦель изобретения — улучшение электромагнитных параметров путем повьппения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния для полюсности р,= 2.

„„SU,„, 1495913 А 1

2 тальных групп, где 1 = 1-3 и

1-4 — номера катушек в группах.

Обмотка соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р„= 2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности p = 6 от их нулевых точек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую группы.

Их катушки включены последовательно в ветви звезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, Ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных групп включены в ветви встречно относительно нечетных. Для двух других фаз, одинаковых с первой, номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. В ветви первой фазы включены катушки с номерами Е = 1 первой и седьмой групп — в ветвь первой звезды, k - =4 первой, четвертой, седьмой групп — в ветвь второй звезды, а остальные катушки групп фазы — в дополнительную ветвь. 6 ил, 1 табл.

На фиг. 1 изображена схема пред° ° ° ° агаемой обмотки; на фиг. 2 — череования фазных зон обмотки для полюсности р,= 2; на фиг. 3 — упрощенная схема соединений фазы обмотки; на фиг. 4 и 5 — диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности5 р = 2 и р = 6 соответственно; на

5 фиг. 6 — многоугольник NgC обмотки для р = 2 при с = 1,0 (наружный) и

5 с = 0,5 (внутренний}.

913

1 4 с номерами: k = 1 групп 1Г и 7à — в ветвь первой звезды, k = -4 групп

1Г, 4Г, 7à — в ветвь второй звезды, 5 а остальные катушки групп фазы (k = f группы 4Г, k = 2 и 3 групп 1Г, 4Г, 7Г и 1. = 1, 2, 3 группы 10Г) — в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы (С1) и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (точка С1 на фиг. 3), причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных.

На диаграммах фиг. 4 и 5 угол <

15 /3,75 = 4, где 45/(3 4) = 3,75число пазов на полюс и фазу. ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К

Уу ! з1п(и y„/11,25) и К =sin(7I у /3,75)

20 где 45/4 = 11,25 и 45/12 = 3,75 полюсные деления. Данные приведены в таблице, Числа витков катушек

КУ

Ку

-0,9945

-0,5848 l

0,2079 1

0,8660

11

7

0,9994

0 9511

0,8290

0,6428

cWk

-0,8660

-0,2079

0,5878

0,9848

0,8988

0,7431!

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

2 О, 9994cos Ы Mk= 1,9939- И <, ветви

С1 -02 — О, 6428 (1+2созо0 W 1, =

1,9253.Wk, т.е. они практически 40 одинаковы и их среднее значение равно 1,9596Wk, ветви С1-C1 — ((0,9511 +

+ 0,8290) (1>2cos4 + 0,9994 + 0,9848+

1.0,8988 + 0,74311 cWg= 8,9577cWk.

ЭДС фазы равна (8,9577 с+1,9596)Mg 45 при числе витков фазы равном (10c +

+ 2,5)Wp и тогда при с = 1,0 получают К = 10,9173/12,5 = 0,8734; для ЭДС фазы в КЗ раза меньшей получают (8,9577 с + 1,9596)=10,9173/f3, :откуда определяют с = 0,48 и К0 =

= 6,2593/7,3 = 0,8574; при с = 0,5 получают К и = 0,8585.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности р = 6 не зависит от коэффициента с и равна f(0,9945 + 0,8660)(1+2созЗо()—

0,9945) W g 4,5057-Мк при числе витков этой цепи равном 5 .И 1,и тогда обмоточный коэффициент равен К

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 пазам у,1,. = 10-2(i-1) = 10, 8, 6 для групп

2Г, 6Г, 10I и у „= 11-2(k-1) = 11, 9, 7, 5 для остальных групп, где — 1-3 и k = 1-4 — номера катушек в трех- и четырехкатушечных группах °

Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, СЗ для р „= 2 и дополнительными однофаэ ными зажимами 01-02 для р = 6. Фаза первая содержит груп, пы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, а для двух других одинаковых с первой фаз их номера чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях первой фазы включены последовательно катушки

= 4,5057/5 = 0,9011. Сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с и тогда все па" зы будут иметь одинаковое заполнение медью. Путем изменения коэффициента с согласуются параметры разнополюсных цепей обмотки при выполнении ее на напряжения 400 (380) и 230 (220) В при неизменных параметрах цепи 01-02 для р1= 6. По сравнению с обмоткой 2), д я которой KQ61= 0,840 и К 6 =0,665, об g предпагаемая обмотка имеет лучшие электромагнитные параметры, так как ее обмоточные коэффициенты вьппе в

0,8734/0,840 = 1,04 раза для р = 2 и в 0,9011/0,665 = 1,355 раза для

1 р2= 6 (при с = 1,0).

На фиг. 2 фазные зоны для p = 2

1 обозначены как А-Z-В-Х-С-Y и их вектора показаны в центре фиг. 6; цифрами от 1 до 45 на фиг. 2 и 6 пронумерованы пазы и пазовые точки многоугольника ИДС; кружочками на фиг. 2

Предлагаемая обмотка может использоваться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической поля. Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря машины, что упрощает конструкцию и изготовление машины, уменьшает расход меди и изоляции, улучшает электромагнитные параметры и повьппает эксплуатационную надежность машины.

45

5 14959 отмечены пазы, в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемых значениями тока (фиг. 3) и среднее значение тоха паза равно (10 ° 2 + 5) 3/45 = 75/45. Для построений многоугольника (фиг. 6) использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой принята за две единицы длины. По фиг. 6 определяют: при с = 1,0 (наружный многоугольник) — R = 4950/45 =

9а

110,0 — квадрат среднего радиуса пазовых точек; R q = (75 0,8734/29

108,68988 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; ср р =(R /R т — 1) 100 = 1, 20547. коэффициейт дифференциального рассеяния, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее ЬЩС 20 высших (и низших) гармонических; при с = 0,5 аналогичным образом .определяют = 1,222 и это значение соответствует обычной двухслойной обмотке при q 45/(3 ° 4) = 3,75 и 25 среднем шаге катушек по пазам, равном у „ = 120/15 = 8,0. Для обмотки по (2) коэффициент 4 равен

5,0-5,5X т. е. предлагаемая обмотка имеет значительно меньшее дифференциальное рассеяние, вследствие чего при ее применении в синхронном генераторе уменьшается коэффициент нелинейных искажении и улучшается форма кривой выходного напряжения.

13 6

Фор мула из обретения

Совмещенная электромашинная обмотка якоря, например для cHHxpoHHbIx машин с системой возбужДения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 45 пазах из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, 10Г выполнены иэ трех концентрических катушек с шагом по пазам у = 10-2(i-1), остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по пазам у = 11-2(k-1) катушечные группы уложены в 45 пазов с номерами от 1 до 45, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1, 5, 8, 12, 16, 20, 23, 27, 31, 35, 38, 42 соответственно, катушки соединены в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз эвезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно катушек нечетных групп, а номера групп фаз чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй и в восемь групп для фазы третьей, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов и уменьшения дифференциального рассеяния для полюсности р = 2, 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 дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г и катушки ка" тушечной группы 10Г, где i = 1, 2, 3, k = 1, 2, 3, 4 — номера катушек.

1495913!

2Г 1/ 2Г 3f . Фl" 5f

P-2

Pz Ф

3f 33 Ы 37,3У и 03 Ф5

g» 8"

gr for 5

f7

Фиг.5

Щ

1У

Жу

Фиг.б

Составитель А. Кецарис

Техред И.Ходанич Корректор Л.Патай

Редактор Е.Лапп

Заказ 4281/52 Тираж 646 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета rro изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101,