Совмещенная якорная обмотка

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения обмотки в 63 пазах,а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и 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 их нулевых точек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы, их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных катушечных групп включены в ветви встречно относительно нечетных, а для двух других фаз номера катушечных групп чередуются носительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Обмотка выполнена в 63 пазах, вторая, шестая и десятая катушечные группы содержат по шесть катушек с гашами по пазам JI = 17-2 (I-1), а остальные катушечные группы - по пять катушек с JI = 16-2 (K-1), где I = 1-6 и K = 1-5 - номера катушек в катешечных группах. В ветвях каждой фазы включены для ее катушечных групп катушки с номерами K = 1 - в ветвь первой звезды, K=5 и I=6 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 5 ил. 1 табл.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

SU„1495914

А1 (51) 4 Н 02 К 3(28

ВСЕСОЮЗНАЯ

ПЩНПВ 1 1 МГСИИ

Б1БЛМО I Ел А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (2 1) 4299119/24-07 (22) 02.09.87 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 (75) В.И.Попов (53) 621.313.333.2.045,58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 243033, кл. Н 02 К 3/00, 1973.

Попов В.И.Матричный анализ схем обмоток совмещеннык электрических машин. — Электричество, 1984, № 11, с.36-43., Авторское свидетельство СССР

¹ 1124400, кл. Н 02 К 3/28, 1984. (54) СОВМЕЩЕННАЯ ЯКОРНАЯ ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения—

: расширение области применения путем выполнения обмотки в 63 пазах, а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р „= 2 и дополнительными однофазныИзобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока совмещенного типа с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с систе мой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.

2, ми зажимами для полюсности р = 6 от г их нулевых точек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы, их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных катушечных групп включены в ветви встречно относительно нечетных, а.для двух других фаз номера катушечных групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Обмотка выполнена в 63 пазах, вторая, шестая и десятая катушечные группы содержат по шесть катушек с шагами по пазам у;= 17-2(i-1), а остальные катушечные группы — по пять катушек с у z = 16-2(k-.1), где

1-6 и k = 1-5 — номера катушек в катушечных группах. В ветвях каждой фазы включены для ее катушечных групп катушки с номерами k = 1 — в ветвь первой звезды, k = 5 и i 6 -. в ветвь второй звезды, а остальные катушки — в дополнительную ветвь.

5 ил., 1 табл.

Цель изобретения — расширение области применения путем выполнения обмотки в 63 пазах, а также улучше- . ф ние электромагнитных параметров пу- . 4 тем повышения обмоточных коэффициен-. тов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг. 2 — упрощенная схема соединений ее фазы С1; на фиг. 3 и 4 — диаграммы сдвига

914 4 в ветвь. второй звезды, с номерами

k = 2, 3, 4 и i = 1, 2, 3, 4, 5— в дополнительную ветвь. Катушки чет5 ных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других 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 + о(для р „= 2 (фиг. 3; a(15 /5,25) и 180 +3 с(для р = 6 (фиг. 4), их вектора 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

20 обмотки через С1, С2, СЗ (р,= 2), а нижний ряд — напряления однофазного тока при питании обмотки через

01-02 (р = 6 ), ЭДС катушек пропорциональны их

25 коэффициентам укорочения К у

sin(17 у„/15,75) и К у = sin(fl x

Iхy/5,25), где 63/4 = 15,75 и 63/12 =

= 5,25 — полюсные деления. Данные приведены в таблице.

Номера к ат ушечных групп

Число витков катук„ шек

1Г, ЗГ, 4Г, 5Г

0,9997 -0,9972

0,9848 -0,8660

0,9309 -0,4339

16

14

cw

7Г, 8Г, 9Г, 11Г, 12Г

О, 1490

0,6802

0,8400

0,7159 l7

2Г, 6Г, t OI 15

13

11

-0,9309

-0,9749

-0,6802

-0,1490

0,4339

0,8660

0,9922

0,9972

0,9626

0,8899

0,7818

0,5428

cw„

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

0,9997 (1+2cosot)w1,= 2,9966w, ветви

С1 -02 — (0,7159 (1+2созф +0,6428)w =

2,7887w<, т.е. они практически одиНаковы и их среднее значение равно

2,8927w ; ветви С1-С1 — ((0,9848 +

+ 0,9309 + 0,840)(1+2созЫ)+ 0,9922 +

+ 0,9972 + 0,9626 + 0,8899 +0,7818)cw1=

3 1495 осей катушечных групп для полюсности р = 2 и р = 6 соответственно; на фиг. 5 — многоугольник ЩС обмотки для полюсности р = 2, 1

Обмотка (фиг, 1) выполнена двухслойной в 63 пазах с номерами от 1 до 63 из двенадцати катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами о пазам ур = 17-2(i-1) = 17, 15, 13, 11, 9, 7 для групп 2Г, 6Г, 10Г и и 16-2®-1) = 16 14 12» 10 8 ля остальных групп, где i = 1-6 и

1-5 — номера катушек в шести1 и пятикатушечных группах. Она соедиена в две параллельные трехфазные везды с трехфаэными э%жимами С1, 2, СЗ для р,= 2 и дополнительными днофаэными зажимами 01-02 для р = 6 т их нулевых точек. Фаза первая соержит группы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г и их атушки включены последовательно в ветви эвезд и в дополнительную етвь, начало которой образует зажим азы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фаз (фиг. 2): катушка номерами k = 1 — в ветвь первой звезды, с номерами k = 5 и i = 6—!

=12,8839cw, ЭДС фазы равна (12,8839 с +

+ 2,8927) w> при числе витков в фазе, равном (14 ° с + 3,5)ът,, и тогда при с = 1,0 получают ЭДС фазы, равной

15, 7766w >, и обмоточный коэффициент равен К = 15,7766/17,5 = 0,9015.

Для ЭДС фазы меньшей в ГЗ раза получают (12,8839.с + 2,8927)=15,7766/ ГЗ, откуда находят с = 0148 и К О6;—

5 14959

9,077/10,22 = 0,8882; при с = 0,5 получают K,g = 0,8890.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности рг= 6 не зависит от коэффициента с и равна ((0,9972 + 0,6802)(1+2соз3с()+

+ 0,8660) w> = 5,8607-w при числе

f цитков этой цепи 7w а обмоточный коэффициент равен К = 5,8607/7

= 0,8372.

При изменении коэффициента с обратно пропорционально ему следует изменять сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз, вследствие чего сохраняется одинаковым для всех пазов коэффициент заполнения медью.

Коэффициент с может иметь и другие значения.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет электромагнитно незави- 20 симые разнополюсные зажимы (поле с р,= 2 не наводит ЭДС на зажимах .

01-02, а поле с р = б не наводит ЭДС на линейных зажимах С1 С2, СЗ) . По сравнению с обмоткой, выполненной 25 в 39 пазах с К 6- = 0,90 и К g =,0,706, она имеет расширенную область применения, так как выполняется в 63 пазах, а также более высокие значения обмоточных коэффициентов.

На фиг. 5 цифрами от 1 до 63 обозначены пазовые точки многоугольника МДС и при его построении использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой изображает вектор тока фазной зоны одного слоя паза и принята за две единицы длины (вектора токов фазных зон показаны в центре фиг. 5 и обозначены как

А-Е-В-Х-С-Y). По многоугольнику ИДС (при с = 1,0) определяют: квадрат

40 среднего радиуса пазовых точек— г

R „= 14520/63; квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической ЬЯС с обмоточным коэфг 45 г фициентом К 6. = 0,9015 — R

63 105

= (- 0,9015 — -) = 226,96052, где

55 (14- 2 + 7) 3/63 = 105/63 — среднее значение тока паза (в каждой фазе

14 катушек дополнительно ветви обтекаются вдвое большим током, чем остальные 7 катушек ветвей звезд); коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой ЬЩС обмотки, 5

= R /R — 1) -100 = 1,549Х. При

14 6 с = 0,5 аналогичным образом определяют: R = 5037/63; Rt= (— 0,8890)г * г г 63 г .2 ч

= 79,455669 и 6 = 0,62517. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет лучшие показатели по качеству кривой

ЩС по сравнению с известной обмоткой, так как для нее коэффициенты 5 зна3 2 чительно меньше. Это обстоятельство приводит к улучшению синусоидальнос-. ти кривой выходного напряжения гене ратора с такой обмоткой.

Предлагаемая обмотка может применяться на якоре синхронных машин (мощностью до 100 кВт) с системой возбуждения от третьей гармонической поля и заменяет собой две раздельные якорные обмотки серийной машины: трехфазную основную с полюсностью р, = 2 и дополнительную однофазную с полюсностью р = 6, подключенную через блОк регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения ротора, Применение такой обмотки в генераторах приводит к упрощению конструкции машин и ее изготовления, уменьшению расхода меди и изоляции .на якоре, улучшению электромагнитных параметров и повышению эксплуатационной надежности машины. Длй упрощения изготовления совмещенной обмотки целесообразно наматывать катушки ветвей фаз на шаблоне непрерывно, что приводит к уменьшению числа междукатушечных соединений.

Формула изобретения

Совмещенная якорная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей f арМонической магнитного поля, выполненная из двенадцати катушечных групп с но" мерами от 1Г до 12Г, выполненная из двухслойных концентрических катушек, катушки соединены в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой допол- нительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, 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

1495914

18

19

Я ф

5г 2

5I

5Г

1/i

7/

Г у Я

Я

13

12 ф 11

1Г 7Г

2З

У

t1

;77

УГ

Щ

У7

8s

cue. S

ЮО

62

ЗО д1 02

И Ф/

1 г

Фие. Я

Составитель А.Кецарис

Техред М.Ходанич Корректор И. Муска

P едактор Е. Иапп

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 первой фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй и в восемь групп для фазы третьей, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цедью расширения области применения путем выполнения в 63 пазах, а также улуч шения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов, катушечные группы с номера чи 2Г, 6Г, 10Г выполнены из шести концентрических катушек с шагами по цазам у = 17-2(i-1), остальные кату1печные группы выполнены из пяти конЦентрических катушек с шагами по павам у = 16"2(k-1), катушечные группы уложены в 63 паза с номерами от 1 до

63, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1, 6, 12 17, 22, 27, 33, 38, 43, 48, 54, 5

59 соответственно, в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, в первую фазу второй звезды включены пятые

1ð катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г., и шестая катушка катушечной группы

10Г, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, где i = 1, 15 2, 3, 4, 5, 6; k=1, 2, 3, 4, 5номера катушек.