Петлевая двухслойная обмотка с двумя параллельными ветвями в каждой полюсно-фазной зоне

 

(в 663О26

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЮЛЬСТВМ

С©ннэ С©еетсиеен

Сэциалмстммвспик

Респубпмк (61) Дополнительное к авт. свна-ву (22) Заявлено 18. 04. 77(21) 2475822/24-07 г (51} M. Кл. с присоединением заявки №

H 02 К 3/28

1 ааударетненннй намнтет

СССР на делам нэабретеннй н атнрытнй (2Ç) Приоритет (53) УДК 8221.313 . ЗЗЗ. 1(088. 8) Опубликовано 15. 05;795юллетень № 18

Дата опубликования описания 18. 05.79

Г. Г. Левченко, Ю. В. Зозулин, В. С. Кильдишев и И. Я. Черемисов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЕТЛЕВАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ОБМОТКА С ДВУМЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ВЕТВЯМИ B КАЖДОЙ

ПОЛЮСНО-ФАЗНОЙ ЗОНЕ

Изобретение относится к обмоткам электрических машин и может быть использовано в статорах многофазных машин переменного тока, например, турбогенераторов большой мощно" ти.

Известны петлевые двухслойные обмотки с двумя параллельными ветвями в каждой полюсно-фазной зоне (11, (2).

Известные обмотки применяются -rex . случаях, когда с целью повышения мощности, необходимо снижать напряжение электрической машины или обьем тока в пазу. Обмотки такого типа являются несимметричными, с разницей результирующих векторов ЭДС параллельных вет вей в общем случае по модулю и фазе.

Как правило, известные обмотки с приемлемой разницей ЗДС параллельных ветвей имеют усложненную конструкцию из-за большого числа перемычек в зоне лобс вых частей.

Из известных обмоток наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является обмотка, выполненная двухслойной петлевой, катушечного типа (2J. Число фаз m =3, число полюсов 2р=2, число параллельных вез вей g =4, число пазов 7, =72. Число па« эов на полюс и фазу g =12, т.е. каждая полюсно-фазная .эона включает 12 катушек. Верхние стороны катушек образуют верхний слой полюснс -фаэной зоны, а нижние — нижний слой полюснофазной зоны.

В каждой фазе параллельные ветви с номерами 1 и 2 расположены в одной полюсно-фаэной зоне, а параллельные ветви с номерами 3 и 4 — в другой полюснофазной зоне, причем расположение пар ветвей в обеих полюсно-фазных .зонах идентичное. Порядок чередования параллельных ветвей в верхнем и нижнем слое полюсно-фазной зоны выполнен одинаковым. Последовательность чередования двух ветвей в слое осуществлена повторяющимися четверками: первая - вторая - вто; рая - перва .. Таких четверок в слое три (g =12). Последовательность чередования параллельных ветгей с номерами 1

0Fi302г) и 2 в слое одной полюсно-фезной зоны имеет вид: 1-2-2- 1 — 1-2-2- 11-2-2 -1, а параллельных ветвей с номерами 3 и 4 в слое другой полюсно-фазной эоны; 3 - 4- 4-3 3-4-4-3

3 -4- 4-3.

Шаг катушек (шаг намотки) со стороны противоположной выводам выполнен для известной обмотки с сокрашением ф =5/6 диаметрального шага, что соо III ветствует 30ь»-ти пазовым делениям (у

=30). Со стороны выводов шаг намотки имеет сокращение, соответствующее 27-ми пазовым делениям, т,е. на три пазовых деления меньше. Несовпадение шага на- IS мотки и алектрического шага (g =29)

2 для половины соединений обмотки со стороны выводов приводит к появлению межкатушечных соединений. Обмотка выполйена несимметричной синфазной, результи- > руюшие векторы Э11С параллельных ветвей имеют разницу только по модулю.

Недостатком известной обмотки является то, что принятая разница шагов намотки с обеих сторон машины - три пазовых деления - снижает технико-экономические показатели электрической машины. На одну полюсно-фазную зону, включающую 12 катушек, требуется пять межкатушечных перемычек, что усложняет конструкцию обмотки и технологию ее изготовления.

При использовании известного принципа в обмотках с g =16, 20 и т.д. требуемое число перемычек в полюсно-фазной зоне растет соответственно до 7, 9 и т.д. Пос- З леднее обстоятельство вынуждает отказаться от обмоток с такими значениями

g что исключает из рассмотрения ряд обмоток с числом пеэов, дающим оптимальные варианты исполнения машины по электрическим параметрам. Кроме того, известная обмотка дает сравнительно увеличенную осевую длину лобовой части со стороны выводов (и соответственно осевую длину машины), что повышает расход меди, дорогостоящей изоляции и конструк-1 тивных материалов.

Бель настоящего изобретения - повышение технико-акономических показателей алектрической машины путем сокраше- 5О

-ния осевой длины обмотки и машины, снижения расхода меди и изоляции обмотки, упрощения конструкции обмотки эа счет уменьшения числа межкатушечных пере- мычек, расширения ряда чисел пазов обмотки, имеющей постоянное число межкатушечных перемычек — две на полюснофазную зону.

Указание» цель достигается тем, что в изгестцой петлевой двухслойной обмотке с двумя параллельными ветвями в каждой полюсно-фазной зоне, с идентичным расположением пар ветвей в полюсно-фазных зонах, с одинаковым порядком чередования ветвей в слоях:каждой полюсно-фезной эоны, определяемым рядом: первая - вторая - вторая — первая, шаг намотки с одной стороны обмотки выполнен на четыре пазовых деления меньше, чем с другой.

На фиг. 1 изображена схема расположения двух параллельных ветвей в одной полюсно-фазной зоне; на фиг. 2 - звезда

/ пазовых векторов ЭДС четырех параллельных ветвей, лежащих в двух полюсно-фезных зонах; на фиг. 3 изображен один из основных типов частичных соединений параллельных ветвей в зоне лобовой части обмотки. о

В качестве примера осуществления изобретения рассмотрена двухслойная петлевая обмотка стержневого типа для двухполюсного трехфазного турбогенератора. Число пазов обмотки 2 =72, число параллельных ветвей 0 =4, число пазов на полюс и фазу С(=12.

На фиг. 1-3 полностью или частично показаны ветви фазы А; две другие фазы выполнены аналогично, респолагаясь на статоре со сдвигом в 120 и 240 электрических и геометрических градусов.

Параллельные ветви с номерами 1 и

2 расположены в полюсно-фазной зоне А, 1 а с номерами 3, 4 - в полюсно-фазной зоне A . Стержни 5 образуют верхний

1 слой А> полюсно-фаэной зоны, стержни

6 - нижний слой А . Каждый слой

1 занимает 12 пазов.

Стержни соединены с межкатушечными перемычками 7. Начала и концы выводных стержней параллельных ветвей с номерами 1 и 2 обозначены соответственно

1Н, 2Н и lK 2К.

Параллельные ветви с номерами 3 и и

4 (фиг. 2) расположены в слоях А и

АН второй полюсно-фазной зоны. Порядок и чередования параллельных ветвей с номе-! рами 1 и 2. в слое Ав одинаков с порядI ком чередования в слое Ан, а порядок чередования параллельных ветвей с номерами 3 и 4 в слое А> повторяет порядок чередования в слое Ан . и

Последовательность чередования параллельных ветвей с номерами 1 и 2 в слоях полюсно-фезной эоны А выполнена треI мя повторяющимися четверками; первеявторая - вторая - первая, 7. &. JloA Л

2 - 1.- 1-2 22112 слоой A Í -1-1-2 2 — 1 - 1 - 2—

2- 1» 1-2.

Ветвь с номером 2 обозначена "пер- % вой" а ветвь с номером 1 обозначена у

"второй".

Последовательность чередования вет вей с номерами 3 и 4 в слоях другой поЛюсно-фазной зоны выполнена идентично, 10 такими же повторяюшимися четверками; первая — вторая - вторая — первая, т.е. слой A 4-3-3-4 4- 3- 3-4}! — 4 — 3 - 3 - 4 слой А н 4- 3- 3- 44-3-3-4 4 3-3-4 15

Здесь ветвь с номером 4 обозначена

"первой", а ветвь с номером 3 обозначена второй". Поскольку обозначение ветвей "первой" и "второй" является условным, возможно различное взаимно-обратное обозначение, как например: слой А 1- 3- 3- 1 1-3-3- 1—

1-3-3-1 слой Ан 1- 3-3- 1—

1 — 1-3-3- 1 — 1- 3- 3- 1 и слой А 4-2-2 -4 — — 4-2-2 - 4—

It

4 ««2 - 2 - 4 слой Ан 4-2-2-4—

4-2-2-4 4-2-2»4 и др.

На фиг. 3 показано частичное соединение параллельной ветви с номером 2 при отсутствии межкатушечной перемычки.

Соединение включает два верхних стержня

5 и один нижний 6. Такой тип соединения является преобладаюшим и присуш параллельной ветви с номером 1 (фиг. 1).

Верхний стержень 8 соединен с нижним стержнем 9, причем шаг намотки со стороны противоположной выводам равен

30 ти пазовым делениям (g =31-1=30), что дает сокрашение шага по отношению 4 1 к диаметральному (5 =5/6. Нижний стержень с номером 9 соединен далее с верхним стержнем с номером 10, т.е. шаг

/ намвтки со стороны выводов выполнен на четыре пазовых деления меньше (g =

° 31-5=26). Указанные шаги намотки (26 пазовых делений со стороны выводов и

30 пазовых делений со стороны противоположной выводам), характеризуюшиеся каждый своей определенной длиной лобовых дуг стержней, приняты для всех соединений обмотки.

Обмотка по укаэанному принципу может быть выполнена с любым другим значением g (кратным четырем), отличаюшимся т 12.

Таким образом, обмотка имеет упрошенную конструкцию за счет наличия в зоне лобовых частей только двух межкатушечных перемычек на одну полюсно-фаэt ную зону. Независймость числа перемычек от числа пазов расширила ряд пазов, с котбрым выполнена упрошенная обмотка, что облегчило условие выбора оптимального варианта исполнения электрической машины, приемлемой по заданным электри ческим йараметрам. Повышение технико-экономических показателей электрической машины получено также путем сокрашения осевой длины обмотки эа счет большей по сравнению с известными обмотками разницы в шагах намотки с обеих сторон машины. Сокрашение осевой длины обмотки снизило осевую длину машины и привело к экономии по расходу меди и дорогостояшей изоляции и конструктивных материалов.

Кроме того, обмотка имеет приемлемую разницу небаланса ЭДС параллельных ветвей - 0,78% по отношению к ЭДС фазы при холостом ходе.

Формула изобретения

Петлевая двухслойная обмотка с двумя параллельными ветвями в каждой полюсно-фазной зоне, с идентичным расположением пар ветвей в полюсно-фазных зонах, с одинаковым порядком чередования ветвей.в слоях каждой полюсно фаэной зоны, определяемым рядом: перваявторая - вторая » первая, а шаг намотки с одной стороны обмотки меь ьше чем с другой,отличаюшаяся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей, шаг намотки с одной стороны обмотки выполнен на четыре пазовых деления меньше чем с другой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции N 1195526, кл. Н 02 К, 1959.

2. Патент Великобритании No 858508, кл. 35 А, 1961, Составитель В. Комаров

Редактор Д. Зубов Техред 3, Фанта Корректор M. де„щик

Заказ 2713/55 Тираж 856 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4