Трехфазная обмотка для электрической совмещенной машины
Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкции обмотки и ее изготовления, а также уменьшение потерь в меди. Обмотка для электрической совмещенной машины с числами пар полюсов полей P<SB POS="POST">1</SB>/P<SB POS="POST">2</SB>=1/5 выполнена с полюсностью P<SB POS="POST">2</SB>=5 в Z=48 пазах из 3P<SB POS="POST">2</SB>=15 катушечных групп с номерами 1+3K в первой фазе, 2+3K во второй фазе и 3+3K в третьей фазе, включенных в каждой фазе последовательно-согласно, где K=0, 1, 2...(P<SB POS="POST">2</SB>-1=4). Каждая группа содержит две катушки - однослойную и двухслойную с числами витков соответственно 2W<SB POS="POST">K</SB> и W<SB POS="POST">K</SB> с шагами по пазам Y<SB POS="POST">п</SB>=5 для равношаговых катушек третьей, четвертой, восьмой, девятой, тринадцатой и четырнадцатой групп и Y<SB POS="POST">п</SB>=5 и 3 для концентрических наружной однослойной и внутренней двухслойной катушек остальных групп. В первой фазе угол сдвига относительно оси первой группы для осей седьмой и десятой групп равен ±19Α, а для осей двухслойной и однослойной катушек четвертой и тринадцатой групп соответственно ±9Α и ±10Α, где Α=360°/Z=7,5°, знак (+) означает сдвиг по часовой стрелке, а знак (-) - против часовой стрелки. В двух других фазах номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в пять групп для второй фазы и в десять групп для третьей фазы и их оси смещены относительно осей групп первой фазы на угол ±16Α. Зажимы начал фаз выполнены от начал первой, второй и третьей групп. Пазы с номерами 10, 13, 26, 29, 42, 45 содержат W<SB POS="POST">K</SB> витков и заполнены обмоткой наполовину. 7 ил.
СОЮЗ СОНЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
3ЖОЯЖМ ПАтейтяЗ тйкъйЕа РЛя ГИБЛИ О . Е,,„, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР 1 (21) 4318732/24-07 (22) 20. 10. 87 (46) 23. 07. 89. Бюл. II 27 (75) В,И. Попов (53) 621.313.333.2.045,58(088,8) (56) 1. Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин. Учебн. пособие для вузов. — M. Энергия, 1980. 2. Попов, В.И. Электромяшинные совмещенные преобразователи частоты.— М.: Энергия, 1980. 3. Попов В.И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, ¹ 11, с. 36-43. 4. Лившиц-Гарик M. Обмотки машин переменного тока. Пер. с англ.— М.-Л,: ГЭИ, 1959, с.224. (54) ТРЕХФАЗИАЯ ОБМОТКА ДЛЯ ЭЛВКТРИ KCK0H СОВМБЦБШОй IIAIIMIIbl (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения упрощение конструкции обмотки и ее изготовления, а также уменьшение потерь в меди. Обмотка для электрической совмещенной машины с числами пар полюсов полей р,/р = 1/5 выполнена с полюсностью р = 5 в z = 48 г пазах из Зрг = 15 катушечных групп с номерами 1+ЗА в первой фазе, 2+3k во второй фазе и 3+3k в третьей фазе, Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока с двумя рязнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе „„ЯО„„1495920 А 1 включенных в каждой фазе последова-. тельно-согласно, где k = О, 1,2,..., р -1 = 4) . Каждая группа содержит две катушки — однослойную и двухслойную с числами витков соответственно 2м, и w . с гигами .по лазам уп 5 для равношяговых катушек третьей, четвертой, восьмой, девятой, тринадцатой и четырнадцатой групп и у = 5 и 3 для концентрических наружной однослойной и внутренней двухслойной катушек остальных групп. В первой фазе угол сдвига относительно оси первой группы для осей Седьмой и десятой групп равен +19о, а для осей двухслойной и однослойной катушек четвертой и тринадцатой групп соответственно +9 и +10с, где с . = = 360 /z = 7,5, знак "+" означает сдвиг по часовой стрелке, а знак — против часовой стрелки. В двух других фазах номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в пять групп для.второй фазы и в десять групп для третьей фазы и их оси смещены относительно осей групп первой фазы на угол «+16сс.. Зажимы начал фаз выполнены от начал первой, второй и третьей групп. Пазы с номерами 10,13,26,29,42,45 содержат W„ IIH KOII H IIOIIH Hbi OGMOTKOH HBIIO ловину. 7 ил. и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа Ааз. Ц ель изобретения — упрощен ие ко нструкции обмотки и ее изготовления, а также улучшение электромагнитных параметров и уменьшение потерь в 5 меди. На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 и 3 — чередования Аазных зон предлагаемой и известной двухслойной обмоток со- 10 1 ответственно; на Аиг. 4 — диаграмма 1 сдвига осей катушечных групп предла гаемой обмотки для полюсности р = 5; на фиг. 5 — диаграмма ЭДС катушечных групп фазы предлагаемой обмотки для полюсности р, = 1- на фиг. 6 и 7— многоугольники ИДС предлагаемой и ;известной двухслойной обмоток соответственно. Обмотка (Аиг. 1) выполнена трехфазной симметричной с полюсностью р = 5 в z = 48 фазах с номерами от 1 до 48 из Зр = 15 катушечных групп ,(с номерами от 1г до 15r) с двумя катушками в каждой — однослойной с числом витков 2w „ и двухслойной с числом витков wg Фаза первая содержит группы 1г, 4г, 7г, 1Ог, 13г, фаза вторая — группы 2г, 5r, 8г, 11r, 14г, Ааза третья — группы Зг, бг, 9г, 12г, 15г, включенные в каждой фазе последовательно-согласно с зажимами начал фаз от групп 1г, 2г, Зг, обозначенных через С1, С2, СЗ (на фиг. 1 Аазы соединены в звезду). Для 35 равношаговых катушек групп Çr, 4г, Hr, 9г, 13r, 14г шаг по пазам равен y(4 = 5. Для концентрических наружной однослойной и внутренней двухслойной катушек всех остальных групп шаги по 40 пазам равны у„ = 5 и 3. В первой фазе угол сдвига относительно оси первой группы для осей групп 7г и 10r равен +19c(,, а для осей двухслойной и однослойной катушек групп 4г и 13r 45 равен соответственно +9 Ы.и +10(3, где а = 360 /z = 7,5, знак "+" означает сдвиг по часовой стрелке, а знак "-" — против стрелки. В двух других Аазах номера грУпп чередуют- 50 ся относительно групп первой Аазы с интервалами в пять групп для второй Аазы и в десять групп для третьей Аазы и их оси смещены относитель но осей групп первой фазы на угол +16oL = +120 (для полюсности р = 5 этот угол увеличивается в р = 5 раз) Пазы с номерами 10, 13, 26, 29, 42, 45 содержат с „ витков и заполнены обмоткой наполовину (на фиг.2 эти пазы заштрихованы). На фиг. 1 стрелки показывают направления трехфазного тока при питании обмотки через зажимы С1, С2, С3 (р = 5) и им соответствуют чередования фязных зан . на фиг, 2, обозначенные (к . н на фиг. 3) чере з А-7.-В-X-С-(«; гаки фазных эон изображены векторами в центре Аиг. б и 7. ЭДС катушечных групп пропорциональны коэффициентам укорочения их катушек и для полюсности р2 = 5 (с полюсным делением 48/10 = 4,8) равны: 2sin(0 5/9,6) + sin(iT.З/9,6) = 2,8272 — лля групп с у3 = 5 и 3 при 2w„ n v витках; sin(ii 5/9,6) = 0,9979 и 2sin(ii 5/9,6) = 1,9957 для катушек двухслойной и однослойной групп с у(3 = 5 при v< и 2v(4 нитках. По диаграмме Аиг. 4 сдвига осей групп для полюсности р = 5 (2 линии 01, 07, 010 соответству((3т ( осям групп 1г, 7г, 10г, а линии 04 013, 04, 013 — осям соответствен((I(( но двухслойной и однослойной катушек групп 4г и 13г ° Для групп 1г, 7г, t0r вектор ЭДС совпадает с линией 01 и равен 2,8272(1+2"cos 7,5) = 8,4332, для групп 4г и 13r вектор ЭДС имеет направление линии посередине линий 01 и 07 и равен 2(37 (40,9979) cos 18,75 = 5,6695, а ЭДС фазы (по теореме косинусов) равна 8 4 =то "Г8,4332« + 5,6695 + 2 8,4332« «5,6695 cc«3,75 = 74,0954 и тогда обмоточный коэффициент равен К0 = — 14,0954/15 = 0,9397, а средний шаг катушек по пазам равен у„ (5 ° 6+3 3+5 6)/15 -= 69/15=4,6 (заполнены 45 пазов из 48). ЭДС всех трех фаз одинаковы и смещены на углы в 120 (электрических градусов поля с р = 5). Для полюсности р(=1 ЭДС катушечных групп равны: 2sin(ii 5/48) + sin((i 3/48) = 0,8380 для групп с уп = 5 и 3; sin(« 5/48) О, 3214 и 2з дп (((° 5/48) = О, 6429 для катушек групп с y = 5. По диаграмме фиг. 5 сдвига ЭДС групп Ааэы обмотки фиг. 1 для полюсности р = 1 определяют ЭДС взаимоиндук4 о ции h E, = 0,8380(1-28соз 37,5 ) + + 2 0 3214 cos 67,50 + 2 ° 0,6429" . 4 сов 75 = 0,0871 О, т,е. обмотка имеет взаимоиндуктивную связь .с полем полюс но стью р (= 1 . 1495920 Предлагаемая обмотка,использована в асинхронных одномашинных преобразователях частоты, статор которых имеет 48 пазов. Такой преобразователь имеет на статоре две раздельные трехфазные обмотки — двигательную с полюсностью р, = 1 и генераторную с полюсностью р = 5, а на 55 Многоугольники МДС (фиг. 6 и 7) построены с использованием вспомогательной треугольной сетки и ее сторо" на принята за 0,5 единиц (3J . tlo многоугольнику MgC определяется козффициейт дифференциального рассеяния G< (3), характеризующий качество обмотки по уровню содержания высших и низших гармонических в кривой ее ИДС. 10 По фиг.6 для предлагаемой обмотки (фиг. 1) определяются (3) : R 2. 3 = —, К, = 7, 75 — квадрат среднего z радиуса пазовых точек (i = 1-48); K оБ /р )г = (45,0 9397/5 Л) = 7, 24709 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической 1 ЬЩС (z = 45 — число заполненных обмоткой пазов); Gp, = ((К /К) — 1) x100 = 6,939%. Для двухслойной обмотки по прототипу $4) при р = 5, z = 48, ур = 5 и чередовании фазных зон по фиг. 3, по фиг. 7 определяют R = 9,0; R2 = (48. 0,9536/5 ) г = 25 Л = 8,49132, где К.,5= 0,9536 6 А = = 5,991%; ЭДС АЕ, такой обмотки, определяемая подобно обмотке фиг.1, равна h, K = 0 339. Таким образом, предлагаемая обмотка (фиг. 1) значительно проще в конструкции и изготовлении, чем известная обмотка f4) (фиг. 3). Кроме того она имеет лучшие электромагнитные параметры, так как для нее значительно меньше ЭДС Е,(в 0,339/ /0,087 = 3,9 раза) и, следовательно, меньше потери в меди от уравнительных токов, вызванных ЭДС взаимоинцукции полем с полюсностью р, = 1 совмещенного магнитопровода; выше степень использования меди (в 0,9397» xS/0,9536 4,6 = 1,071 раза). При этом несколько ухудшается качество обмотки из-за большей величины коэФ- а5 фициента áä . роторе с контактными кол1 цами — одну фазную обмотку совмещенного типа (2) . Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить конструкцию преобразователя и изготовление его статора; уменьшить расход меди и изоляции (пазовой и в лобовых частях), так как в 36 пазах из 48 обмотка имеет однослойные катушки и в них отсутствует междуслойная изоляция, улучшить энергетические показатели машины, так как значительно уменьшается ЭДС Е, наводимая в фазах взаимоиндуктивно полем с полюсностью р,, = 1, и уменьшаются потери в меди обмотки. Предлагаемая обмотка может использоваться и в других типах совмещенных электрических машин ° формула изобретения Трехфазная обмотка для электрической совмещенной машины с числами пар полюсов полей р /р = 1/5, выполненная в 48 пазах с номерами от 1 до 48 из .Зрг = 15 катушечных групп с номерами от 1r до 15r, содержащая группы с номерами 1+3k в первой фазе, 2+3k — во второй фазе, 34.3k — в третьей фазе, соединенные в кащцой фазе последовательно-согласно с выводами фаз из начал групп 1г, 2г и Зг и концов групп 13r, 1 4г и 15г, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также уменьшения потерь в меди, каждая катушечная группа содержит две катушки с шагами по пазам ур = 5 для равношаговых катушек групп Зг, 4г, 8г, 9г, 13г и 14r и с у„ = 5 и 3 для концентрических катушек остальных групп,. катушки групп 1г-5r содержат соответственно числа витков 2w< и „, 2ч„и wz> 2м„и w, w< и 2w„, 2 и w и их начальные стороны уложены соответственно в пазы с номерами 1 и 2, 4 и5, 7и8, 10и11, 14и15, при-. чем указанные числа витков и укладка катушек повторяются для групп бг-10г со смещением пазов на 16 номеров, а для групп 11г-15г — со смещением пазов на 32 номера, где k = 0 1 2, ..., (р — 1). 1495920 Хг Лг 9r Хг 6 г Yr Юг 9г 10r 11r Q r 1Л. 1 1! 1О Составитель A. Кецарис Техред Jl.Олийнык Корректор И. Самборская Редактор Е, Панп Заказ 428?/53 Тираж 646 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-излательскии комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, вв 101
