Электромашинная трехфазно-однофазная совмещенная обмотка

 

Изобретение относится к электромашиностроению и применяется для электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например для одномашинных преобразователей частоты и числа фаз, в синхронных машиных с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля и др. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния, для полюсности P<SB POS="POST">1</SB>=2. Обмотка выполнена в 33 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам Y<SB POS="POST">пI</SB>=7-2(I-1) для двухкатушечных групп второй, шестой, десятой и Y<SB POS="POST">пK</SB>=8-2(K-1) для остальных трехкатушечных групп, 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, содержит в первой фазе группы первую, четвертую, седьмую, десятую и их катушки соединены последовательно в первую и вторую звезды фазы при встречном включении катушек четных групп относительно катушек нечетных групп. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для второй фазы и в восемь групп для третьей фазы. I=1...2 и K=1...3 - номера катушек в двухи трехкатушечных группах. В звезды фазы включены для ее групп катушки с номерами K=1 - в первую звезду, K=3, и I=2 - во вторую звузду, а остальные катушки групп фазы соединены последовательно в дополнительную ветвь, начало которой

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 Н 02 К 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ilO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4392574/24-07 (22) 15.03.88 (46) 30.01.90. Бюл. №- 4 (71) Горьковский политехнический институт (72) В.И. Попов (53) 621.313.333.2.045.58(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР № 243033, кл. Н 02 К 3/00, 1973.

Попов В.И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, ¹ 11, с. 36-43.

Авторское свидетельство СССР № 1053224, кл. Н 02 К 3/28, 1983. (54) ЭЛЕКТРОМАЦЯННАЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению и применяется для электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например для одномашинных преобразователей частоты и числа фаз, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля и др. Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния, для полюсности р =

2. Обмотка выполнена в 33 пазах из

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, ÄÄSUÄÄ 1539903 А1

2 двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам у„. = — 7-2(i-1) для двухкатушечных групп второй, шестой, десятой и y„ =. ., =8-2(k-1) для остальных трехкатушечных групп, соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р = 2 и допол1 нительными однофазными зажимами для полюсности р2 —— 6 от их нулевых точек, содержит в первой фазе группы первую, четвертую, седьмую, десятую и их катушки соединены последовательно в первую и вторую звезды фазы при встречном включении катушек четных групп относительно катушек нечетных групп. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для второй фазы и в восемь групп для третьей фазы i = 1 2 и

k=1 3 — номера катушек в двух- и трехкатушечных группах. В звезды фазы включены для ее групп катушки с номерами k = 1 — в первую звезду, k 3 и i = 2 — во вторую звезду, а остальные катушки групп фазы соединены последовательно в дополнительную. ветвь, начало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам первой и второй звезд фазы. 7 ил.

«), эм например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.

1539903

Целью изобретения является улучшение электромагнитных параметров обмотки путем повышения обмоточнь|х коэффициентов и снижения дифференциального

5 рассеяния обмотки для полюсности р . 1

2.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки;,на фиг. 2 — чередоваHHH фазных soH pJIH TIGJIMcHocTH p — 2; l o на фиг. 3 — упрощенная схема соединений фазы С1; на фиг. 4 и 5 †диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р„ = 2 (фиг. 4) и р = 6 ! (фиг. 5); на фиг. 6 и 7 — многоуголь- 15 . ники МДС обмотки фиг. 1 (фиг. 6) и обмотки по прототипу (фиг. 7).

Обмотка (фиг. 1) выполчена двухслойной в 33 пазах из 12 катушечных групп (с номерами от 1.Г до 12Г) с кон-20 центрическими катушками с шагами по лазам у, ;= 7-2(i-1)=7, 5 для двухкатушечных групп 2Г, 6Г, 10Г и у «1,= ,= 8-2(k-1)=8, 6, 4 для остальных трех катушечных групп, где i = l, 2 и k = 25 — 1,2,3 — номера, катушек в группах.

Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с .трехфазными зажимами С1, С2, СЗ для р,„ =- 2 и допол- . нительными однофазными зажимами 01-02 30 для р = 6 от их нулевых точек. Фаза первая содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г и их катушки соединены последовательно в первую, вторую звезды фазы и в дополнительную ветвь, начало ко-.. торой образует зажим фазы (С1) и ее конец подключен к началам- звезд фазы (фиг. 3): катушки с номерами k=1 -в первую звезду, Е=З и х=2 во вторую звезду, а остальные катушки (k--2 и

i=1) в дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены встречно относительно катушек нечетных групп. Для двух других фаз номера групп чередуются с интервалами в четыре группы для второй фазы и в восемь групп для третьей фазы. Оси со седних групп смещены на углы (в электрических градусах) 60 + 4 для p = 2 фи . 4 (15 /» 75) и 180 +3 дпя р < = 6 (фиг. 5), где 33/12=-2,75 число пазов на полюс и фазу. Вектора. групп образуют трехфазную симметричную систему для полюсности р = 2 и однофазную систему с тремя ветвями

55 для полюсности р = 6, На фиг. 1 верхний ряд стрелок показыва= направления трехфазного тока при пг,азии обмотки через зажимы С1, С2, .",3 (р = 2), а нижний ряд — направления однофазного тока при питании обмотки через зажимы 01-02 (р >,= 6).

ЭдС катушек пропорциональны их . о эффициентам укорочения К = з Ы (7 у /

/8,25) и К, = sin (v" у,/2,75), где

33,4=8,25 и 33/12=2,75 пения для р < = 2 и р = 6 (см. таблицу) °

ЭДС ветвей фазы (см. фиг. 3) для р = 2 (фиг. 4) равны: для ветви С101 — 0,9989 ° (1+2соз d ) w, = 2,9877 w<, для ветви С1-02 — (,0,6901 (1+2 cos )+

+0,8146) w+ = 2,8787 w, т.е,, они практически одинаковы и их среднее значение равно 2, 9332 w<, для дополнительНОЙ ветви С1-С1 -t 0,9096 (1+2созd)+

+ 0,9718J с w, = 3,6924 с w„. ЭДС фазы равна (3,6924 с + 2,9332). w при числе витков фазы равном (4с+3,5) wk и тогца при c=1,0 получаем К -. = — 6,6256/7,5=0,8834. Для ЭДС фазы меньшей в 3 раза получаем (3,6924c+

+2,9332)=6 6253/ КЗ, откуда находим с = 0,24 и K, . = 3,8201/4,46=0,8565; при с = 0 5 получаем К = 0 8690, что соответствует известной обмотке.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности р

=6 не зависит.от коэффициента с и равна ((0,9898+0,7558)(1+2cos 3 d) +

+ 028171 w к = 53771 w,„при числе витков этой цепи равном 7 w, и тогда

К - = 5,3771/7 = 0,7682. При выборе коэффициента с = 1,0 сечение катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с, вследствие чего сохраняется одинаковым для всех пазов коэффициент заполнения медью.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет электромагнитно независимые разнополюсные зажимы: поле с полюсностью р = 2 практически не наводит

1 ЭДС на зажимах 01-02 а поле с полюсностью р = 6 не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ.

На сдвиг. 2 фазные зоны для полюсности p„ = 2 обозначены как А-Е-В-Х-С-Y и их вектора токов показаны на фиг.6. и 7 в центре многоугольников; цифрами от 1 до 33 пронумерованы пазы (фиг.2) и пазовые точки многоугольников-(фиг. 6 и 7); кружочками на фиг..2 отмечены пазы, в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемые двойным значе. †-::=-и тока (см. фиг. 3). Многоугольники, С на фиг. 6 и 7 построены с использова:1 ! Число витков катушек

Н омер катушечной группы к к„ ул

5Г* 8 Оь998" Оь9898 та, 11Г, 6 0,9096 -Оь2817 с w.

4 0,6901 0,7558 ы „, 7 0,9718 -0,7558 с w

5 0,8146 0,2817

1Г, ЗГ, 41

7Г, 8Г, 9Г, 12Г

2I", бГ, 10Г

5 15399 нием вспомогательной треугольной сетки и ее сторона принята, за единицу длины, По многоугольникам МДС опреде2 ляем па фиг. б (при с = 1,0) R < =

1344/33 — квадрат среднего радиуса пазовых точек; Б. = (33 0,8834/2 11 ) » »(45/33) =40,0?9492 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической

МДС, где (4"2 + 7)3/33=45/33 — сред— нее значение тока паза; 6д =- (Е /К -1)» ! .«100= 1, 743K — коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших гармонических в кривой МДС обмотки; по фиг ° 7 (при с = 0,5) Rqz 702/33; R = (33« ьOь8690/2 Vt )" =20,830883 и Ьд =.2,121X, что соответствует обмотке по прототипу.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет лучшие электромагнитные параметры, чем абмотка.по прототипу: более высокие обмоточные коэффициенты для р, = 2 (в 0,8834/0,8690 =

-1,017 раза) и р = 6 (в 0,7682/ 25

° /0,432=1,778 раза), а также меньшее дифференциальное рассеяние (в 2,121/ /1,743=.1,217 раза). Она может применяться, например, на якоре синхрон- ных машин с системой возбуждения от 30 третьей гармонической магнитного поля (машины серии ОС) и заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины, что упрощает конструкцию и изготовление машины снижает-рас" ь

35 ход меди и изоляции на якоре.

Формула из обретения

Электрамашинная трехфазно-однофазная совмещенная оборотка с числами пар

03 6 полюсов р „/р =2/6, выполненная в 33 пазах с номерами от 1 до 33 иэ двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам у „;= 7-2(i-1) для групп 2Г, 6Г, 10Г и у „= 8-2(k-1) для остальных групп, причем начала катушечных групп от

1Г до 12Г уложены в пазы 1,4,6,9,12„

- 15, 17,20,23,26,28,31 соответственно „ катушки соединены в две параллельные трexhaзные звезды и три даполнитель— ные ветви, причем конец каждой допол— ничельной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых тачек 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 ив восемь групп для фазы третьейь отличающая с я тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров путем повышения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния для полюсности р, = 2, в первой фазе r первую звезду включены первые катушки групп 1Г, 4Г, 7Г, во вторую звезду включены третьи катушки групп 1Г, 4Г, 7Г и вторая катушка группы 10Г, а в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, где i = 1, 2 и k = 1,2,3 — номера катушек в катушечных группах. !

1539903

ЧГ 1Г 2Г 3Г ФГ 5Г 5Г 7/ дl Т 1К ПГ

né é ф

Фиг.,5

Фиг. 7 °

Составитель А. Кецарис

Редактор О. Спесивых Техред А.Кравчук Корректор 3 Лончакова

Тираж 436

Подписное

Заказ 22б

ВНИИПИ Государ«твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКПТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. >)кгород, ул. Гагарина„ 101