Трехфазная обмотка для электрической машины совмещенного типа

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкции обмотки и изготовления, а также улучшение электромагнитных параметров путем уменьшения коэффициента несимметрии линейных напряжений обмотки. Обмотка для электрической машины совмещенного типа с числами пар полюсов полей P <SB POS="POST">1</SB> P <SB POS="POST">2</SB> выполнена с полюсностью P <SB POS="POST">2</SB> = 6 в Z = 48 пазах из 3 <SB POS="POST">P</SB>2 = 18 катушечных групп с номерами 1 + 3 K в первой фазе, 2 + 3 K во второй фазе и 3 + 3 K в третьей фазе, включенных в каждой фазе последовательно согласно,где K = 0, 1, 2 ... (P <SB POS="POST">2</SB>-1=5). Для первой фазы каждая группа содержит две концентрические катушки с шагами по пазам Y <SB POS="POST">п</SB> = 5 и 3 и оси этих групп смещены относительно друг от друга на угол 8 Α. Для каждой из двух других фаз три малые группы содержат однослойную катушку и три большие группы - однослойную и двухслойную катушки с с шагами по пазами Y <SB POS="POST">п</SB> = 4. Эти группы смещены симметрично по обе стороны от каждой группы первой фазы: на угол 2,5 Α для осей малых групп относительно осей нечетных групп первой фазы

на угол 2,5 Α относительной осей однослойной катушки и угол 3,5 Α для осей двухслойной катушки больших групп относительно осей четных групп первой фазы, где Α = 360 ° / Z = 7,5 °. Для групп первой фазы однослойнае внутренняя катушка нечетных групп и наружная катушка четных групп содержат соответственно 2 W <SB POS="POST">к</SB> и W <SB POS="POST">K</SB> витков и все остальные двухслойные катушки этих групп - W <SB POS="POST">K</SB> витков. Для групп двух других фаз однослойные катушки содержат 3 W <SB POS="POST">K</SB> витков и двухслойные катушки - W <SB POS="POST">K</SB> витков. Пазы с номерами 9, 14, 25, 30, 41, 46 содержат W <SB POS="POST">K</SB> витков и заполнены обмоткой наполовину. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ

< цy H 02 K 3/28

d1 EG

AATEHTHQБИБЛИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОТ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИНМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4318480/24-07 (22) 20.10.87 (46) 23,07.89. Бюл. - 2? (75) В.И, Попов (53) 621.313,333,2.045.58(088.8) (56) 1. Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин. Учеб, пособие ппя вузов. — Энергия, 1980.

2, Попов В.И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. — М,: Энергия, 1980.

3. Попов В.И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин, — Электричество, 1984, № 11, с. 36-43.

4, Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. Пер. с англ.—

М.-Л.: ГЭИ, 1959, с. 254. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ СОВМЕЩЕННОГО ТИПА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретенияупрощение конструкции обмотки и ее изготовления, а также улучшение электромагнитных параметров путем уменьшения коэффициента несимметрии линейных напряжений обмотки. Обмотка для электрической машины совмещенного типа с числами пар полюсов полей р,/р выполнена с полюсностью р = 6 в z = 48 пазах из Зр = 18

2. катушечных групп с номерами 1+3k в первой фазе, 2+ЗА во второй фазе

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и

„„Я0„„1495919 А 1

2 и 3+3k в третьей фазе, включенных в каждой фазе последовательно-соглас.но, где k = 0,1,2,..., (р -1=5).

Для первой фазы каждая группа содержит две концентрические катушки с шагами по пазам у„ =5 и 3 и оси этих групп смещены одна относительно другой на угол 8 об. Для каждой из двух других фаз три малые группы содержат однослойную катушку и три большие группы — однослойную и двухслойную катушки с шагами по пазам у = 4. Эти группы смещены симметричо но по обе стороны от каждой группы первой фазы: на угол 2,5 2 для осей малых групп относительно осей нечетных групп первой фазы; на угол 2,5 о относительно осей однослойной катушки и угол 3,5 о для осей двухслойной катушки больших групп относительно осей четных грутпт первой фазы, где

Ы. = 360 /z = 7,5 . Для групп первой фазы однослойные внутренняя катушка нечетных групп и наружная катушка четных групп содержат соответственно 2ъ и w íèòêîâ и все остальные двухслойные катушки этих групп — w витков. Для групп двух других фаз однослойные катушки содержат 2т „ вит. ков и двухслойные катушки — w вит ков. Пазы с номерами 9, 14, 25, 30, 41, 46 содержат ю„ витков и заполнены обмоткой наполовину. 6 ил. может использоваться, например, в одномашинньж преобразователях частоты и числа фаз.

1495919

Цель изобретения — упрощение конструкции и изготовления, а также улучшение электромагнитных параметров путем снижения коэффициента не5 симметрии напряжений <Ъаз.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 и 3— чередования фазных зон предлагаемой и известной трехфазной обмоток со ответственно; на фиг. 4 — диаграм ма ЭДС фаз предлагаемой обмотки для ,полюсности р = 6; на фиг, 5 и 6 — многоугольники МДС предлагаемой и известной двухслойной обмоток соответственно.

Обмотка (фиг ° 1) выполнена трехфазной несимметричной с полюсностью .:р = 6 в z 48 пазах с номерами 1 до .48 (при q=48/36=4/3) из Зр = 18 . 20 катушечных групп (с номерами от 1r до 18r). Фазы содержат группы 1г, 4г, 7г, 10r, 13r и 16г в первой фазе, 2г, 5r, 8г, 11г, 14г и 17г во второй фазе, Çr, бг, 9г, 12г, 15г и 25

18r в третьей фазе, включенные в каждой фазе последовательно-согласно; начала фаз обозначены как С1, С2, СЗ и .на фиг. 1 фазы соединены в звезду. Каждая группа первой фа- 30 зы содержит две концентрические катушки с шагами по пазам у„ = 5 и 3 и оси этих групп смещены относительно друг друга на угол 8 о, где1)

= 360 /z = 7,5 (для полюсности р

= 6 этот угол равен 8))4 .р Z

= 360 эл,град) . Каждая из двух других фаз содержит три малые группы с однослойной катушкой в каждой и три большие группы с однослойной и двухслойной катушками в каждой с шагами по пазам у„ = 4 и эти группы смещены симметрично по обе стороны от каждой группы первой фазы на

yrJII7tе :+ 2 9 5 ь для осей малых rpyrrn 4 5 относительно осей нечетных групп первой фазы; на угол +2,5о для осей однослойной катушки и угол +3,5о4. для осей двухслойной-катушки больших групп относительно осей четных групп первой фазы. Для групп первой фазы внутренняя катушка нечетных групп и наружная катушка четных групп выполнены однослойными с числами витков соответственно 2 2„ и ч (пазы с номерами 9,14,25,30,41 и 46, содержащие стороны наружной однослойной катушки четных групп первой фазы, заполнены наполовину; на фиг. 2 эти пазы заштрихонань>) а все остальные катушки этих групп выпол»ены двухслойными и содержат )) витков. Для .групп двух других ааз однослойные катушки содержат 2w),,витков, а двухслойные катушки — 7„ витков, .

На фиг. 1 стрелки показывают направления трехфазного тока при питании обмотки, через зажимы С1 С2, СЗ (р = 6) и им соответствуют чередования фазных зон на фиг. 2, где (и на фиг. 3) зоны обозначены как

А-Z-В-X-С-Y токи фазных зон изображены векторами в центре фиг. 5 и 6.

На диаграмме ЭДС обмотки фиг, 1 для полюсности р = 6 (фиг, 4) оси катушечных групп первой фазы (А) смещены на углы 8 о р = 8 7,5 6

= 360 эл,град, ЭДС фазы Е2А совпадает с линией ОА и равна Е =

6 sin(tt 5/8) + 9зап(tt 3/8) = 15 0,9239=

13,8582, где уд = 5 и 3 при полюсном делении 48/1204и Для двух других фаз (В и С) оси однослойных катушек смещены относительно оси фаt зы A íà углы о р «ыр = 2 5 7,5 6

112,5 эл.град (оси линий 05 и 03 ), а оси двухслойных катушек — на углы

+(ь + о ) = +(112,5 - 7,5 б)

157,5 эл.град (оси линий 05 и

03 ), ЭДС фаз В и С совпадают соответственно с линиями ОВ и ОС и равиы (ири у =4): E = E = I2 31

2 12 7 Зсо з (180 — M<) = 14, 2798, где 180 — с = 180 - 7,5 б = 135

Но теореме синусов получают Е6 /

/sin135 =:3/sin II u g == 8,54 эл,град.

Таким образом, фазные ЭДС обмотки фиг. 1 равны а = 13,8582,. Ь = с = — 14,2798, а углы между ними равны

Vga= VAc= 112 5 + 8,54 = 121 04 и у = 360 — 2 121,04 = 117,92

Обмоточный коэффициент (среднее значение) равен (13,8582 +2 14,2798)/

/Ç 15 = 0,9426 (использовано 45 пазов из 48), а средний шаг катушек по лазам равен (5 6+3 ° 9+4 15 -2)/45

177/45 = 3,933. По фиг. 4 линейные ЭДС обмотки равны: а = Ед = Ь =

У

Е „"-41318582 + 14,27982 .— 2 13,8582 <

«14, 2798 cc) s 121, 04 = 24, 4958; с =

=. E сс = 14,2798 - 2(1 — сои 117,92 ) =

24 470 1. Коэффициент несимметрии

К,, линеHHbtK напряжений обмотки

1495919 фиг. 1 определяется как: S = а + Ь ++ с = 73 4617; А = (а + Ь + с )/6

299,8124; В = -) ÇS(S — 2а) (S — 2Ь)

Ф 5 (S — 2с) /б = 299,8121; D = А+В = — 24,4872; E = - А-В = 0,01732; К,« (Е/D) 100 = (О, 01732/24,4872) - 100

0,0707Х.

Для известной двухслойной обмотки (4) при р = 6, л = 48, у„ = 4 и чередовании фазных зон по ряду

211112121 (фиг, 3) аналогичными расI четами получают: фазные ЭДС вЂ” а — Ь = 15,0958; с = 14,7821; gg«, -= (15,0958 ° 2 + 14,7821)/3 16 = 0,9369; линейные ЭДС равны: а = 25,2344„.

Ь = с = 26 2949 S = 77 8242 А =

20 — 336,6031;  = 336,1098; D =

25,9367; E = 0,7024 и Кчр = 2„708Х.

Таким образом, предлагаемая обмотка значительно проще конструктивно и в изготовлении, чем известная(4), имеет лучшие электромагнитные параметры: значительно меньший коэффициент несимметрии Кн, линейных напряжений и более высокий обмоточный коэффициент (в 0,9426/0,9369 раза) ЗО при меньшем среднем шаге катушек по пазам (и 4/3,933 раза) .

На фиг. 5 и Ь при построении многоугольников Ñ (по фиг. 2 и 3) использована вспомогательная треугольная сетка f3) сторона которой принята за 0,5 единиц, где цифрами от 1 до 48 отмечены пазовые точки многоугольников. По фиг. 5 определяется коэффициент дифференциального рассе-, яния 6А предлагаемой обмотки (Аиг.i) характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее ЩС высших и низших гармонических (3g:

1 45

R = — +R = 5,8125 — квадрат

Я z «ъ среднего радиуса пазовых точек:, (i — 1-48) R2 = . (z K, /Р и) — (45"0,9426/6 « ) = 5,0638 1 — квадрат радиуса окружности для основной гармоническойЛ МДС; G > = f(R fR

«100 = 14,7857. Аналогичным образом. для известной трехфазной двухслойной обмотки P4) по Аиг. 6 определяются: R = 6 5; R = (48 0,9369/

/б tl) = 5, 692024 и бА Ф 14, 19Х.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет незначительно больший коэффициент диААеренциа п,ного рассеяния

Г7«по сг авнен«пе с извес п«с и обмоткой (41.

При использовании предлагаемой обмотки в совмещенных электрических машинах с числами пар полюсов полей, например р «/ р, = 1/6, в ее фазах не наводятся ЭДС взаимоиндукции от голя с полюсностью р, = 1, т.е. она не имеет взаимоиндуктивной связи с этим полем.

Предлагаемая обмотка используется в одномашинных преобразователях частоты асинхронного типа, для которых статор имеет 48 пазов. Такой преобразователь содержит на статоре две раздельные трехфазные обмотки — двигательную с полвсностью р = 1 и генераторную с полюсностью р = 6, а на роторе с контактными кольцами— одну фазыую обмотку совмещенного типа 21. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить конструкцию статора и era изготовление; уменьшить расход пазовой изоляции на статоре; повысить степень использования меди статора и улучшить электромагнитные параметры машины из-эа уменьшения степени несимметрии напряженной обмотки.

Предлагаемая обмотка может применяться также и в других типах совмещенных электрических машин с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, Формула из обретения

ТрехАазная обмотка для электри ческой машины совмещенного типа с числами пар полюсов р /р, выполненная в 48 пазах с номерами от 1 до

48 из 18 катушечных групп с номерами от 1г до il8r, содержащая группы с номерами 1+ЗА в первой фазе, 2+3k во второй фазе, 3+3k в третьей фазе, соединенные в каждой фазе последовательно-согласно с выводами Ааз иэ начал групп 1г, 2r и Зг и концов групп 16г, 17r и 18г, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также улучшения электромагнитных параметров путем снижения коэффициента несимметрии напряжений фаз, группы 1г, 4г, 7r, 10г, 13r и 16г содержат две концентрические катушки с шагами по пазам у = 5 и 3, 1495913

Иг fr fr уг Фг yr бг Хг дг 9г Юг Лг )Tr )Jr ха юг И9г ХХг

„"гв„z „су" гюх с су ФжЯ у 5 9 и 1д ts и /у гх хз х52у гул ryan 97 se4v 43 4b м

A гзхГУ AZ 9Х С 4 8 СyAZ hf гpA СУ гвХС

Фжд

z ух cy>zaxc у г9хсу z гх сулгвх суд гвх

Йй Л И SS

JS

И р gn

Составитель A. Кецарис

Текред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Редактор K. Папп

Заказ 4282/53 Тираж 646 ПОД11ИСНОЕ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 группы 2г, бг, Яг, 12г, 14г и 181 содержат одну катушку с шагo11 11A JI;lзам у„ = 4, а группы Зг, 5 г, 9r, 11г, 15r и 17г содержат две равношаговые катушки с шагом по пазам у„ = 4, катушки групп Ir-бг содержат соответственно числа витков ъ1„ и 2w, 2ъ к и 2ык; чк икр 2 „ и 14ку 2w, и

11 ,: 11ачальные стороны уложены саответст- 1Q венно в инзы с номерами 1 и 2,4,6 и 7,9 и 10,12, и 13,15, при1ем указанные числа витков и укладка катушек повтор потся для группы 7r-12г со смещением пазов на 16 номеров, а для групп 13г-18г — со смещением пазов на 32 номера, где р = 1 или 2;

К = О 1 2 (1> >.1=5)