Несимметричная многофазная петлевая обмотка

 

Союз Советских

Социвлнстмческкх

Республик

«>773839 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 04.04. 79 (21) 2745545/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23} Приоритет—

Опубликовано 231080. Бюллетень ¹ 3.;

Дата опубликования описания 25,1080 (51)М К 3

Н 02 К 3/28

Государственный комитет

СССР по делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621. 3. . 045.. 58 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. Г. Левченко, Б. А. Яковенко, О. В. Зозулин и И. Н. Черемисов (71} Заявитель (5 4 ) НЕСИММЕТРИЧНАН <МНОГОфАЗ НАЛ ПЕТЛГНАЯ ОБМОТКА

Недостатком известной несимметричной обмотки янл;-.ется значительный процент максимальной небалансной ЭДС

25 эа счет заданного порядка черепования параллельных ветвей в полюсно" фаэных зонах. Это снижает техникоэкономические показатели электрической машины с такой обмоткой, а и ря313.де случаев ограничивает вазможность

Изобретение относится к обмоткам электрических машин H Mo)KeT b Hc пользовано в статорах многофазных электрических машин переменного тока, например синхронных турбонозбудите-. лей и асинхронных двигателей.

Известны несимметричные многофаэные петлевые обмотки с с1, =-6 (11 . Такие обмотки имеют применение в турбогенераторах и электродвигателях, когда требуется улучшить характеристики машин с косвенным охлаждением за счет снижения напряжения либо использовать часть обмотки при пуске.

Несимметрия< этих обмоток выражается в том, что в каждой фазе ЭДС параллельных ветвей не равны между собой. Известные обмотки имеют Повышенное значение разницы ЭДС параллельных ветвей, вызывающей дополнительный нагрев обмотки, и, как правило, усложненную конструкцию соединений в зоне лобовых частей.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является обмотка, выполненная трехфазной (:а=3) двухслойной (Sп=2) петлевой (21 . Число полюсов 2Р=2, число пазов 2=36, число пазов на полюс и фазу < =-6, число параллельных ветвей в каждой фа э е д =-3 . Обмо-.ка к а— тушечного типа, имеет постоянныи шаг намотки, т.е. чередование параллельных вйтвей в вер:;нем и ни><нем

cënå полюсно-фазной зоны одинаковые.

Чередование параллельных ветвей с номерами 1,2 и 3 выполнено B n HQA полюсно †фазн зоне в пoðÿäêe 1-2 †11 — 2 — 1, в другой — 3-2 — 3 — 3-2 — 3. Обмотка получена синфаэной, т.е. результирующие векторы параллель õ ветвей различаются только по модулю, максимальное значение небалансной ЭДС по отношению к средней составляет

15 1,023%. Шаг обмотки с обеих сторон машины одинаковый диаметраль ный. Число перемычек в лобовой части — девять на каждую фазу, »»осемь являются межкатушечными, а одна межпо20 люсной.

773839 испо ьзования ее, в частности, в статорах турбовоэбудителей.

Дель изобретения — повышение технико-экономических показателей,электрической машины путем снижения максимального значения небалансной ЭДС параллельных ветвей. 5

Указанная цель достигается тем, что для известной несимметричной мно гофазной петлевой обмотки с =6, с тремя параллельными ветвями на пару полюсов с постоянным шагом наfQ мотки, с одинаковыми или раз ными шагами обмотки с обеих сторон машины для каждой пары полюсов чередование параллельных ветвей с номерами 1,2 и 3. выполнено в одной полюсно-фаз- 15 ной зоне в порядке 1-2-1-1-3-1, а в другой -3-2-3-2-3-2.

На фиг. 1 изображена схема расположения трех параллельных ветвей несимметричной обмотки с с =6 под 20 двумя полюсами, на фиг. 2 — лучевая звезда пазовых векторов ЭДС,параллельных ветвей обмотки по фиг. 1.

В качестве примера рассмотрена несимметричная трехфаэная двухслойная обмотка стержневого типа для двухполюсного турбовоэбудителя. Число пазов обмотки Z--36, число параллельных ветвей в каждой фазе под парой полюсов Н и S o =3, число пазов на полюс и фазу g =6. На фиг. 1 и 2 ЗО показаны параллельные ветви с номерами 1,2 и 3 только для фазы А, две другие выполнены аналогично, располагаясь на статоре турбовозбудителя со сдвигом в 120 и 240 эл.град. Нача- 35 ла фаз обозначены по параллельным вет вям индексами Н 1, Н 2 и Н 3, концы соответственно, К 1, К 2, К 3 (фиг.1)., Обмотка имеет две полюсно-фазные зоны Р; и А", каждая из которых cot /( стоит из двух слоев. Стороны катушки

4 образуют верхние слои A в и А-в, а ! 0 стороны катушек 5 — нижние слои А н

1 и 7Р и. Обмотка имеет постоянный шаг намотки, т.е. чередование параллельных ветвей на верхнем и нижнем слое полюсно-фазной зоны одинаковое.

В полюсно-фазной зоне А- параллель

/ ные ветви с номерами 1, 2, 3 расположены в порядке 1-2-1-1-3-1, а в поП люсно-фазной зоне А. — в порядке -2-3-2-3-2. Такое расположение параллельных ветвей обеспечивает получение неси нфаэ ной несимметричной обмотки. Результирующие векторы ЭДС параллельных ветвей, полученные суммированием пазовых векторов ЭДС соответствующих параллельных ветвей, имеют сдвиг по у -лу. и неравенство модулей. Относительное значение модуЛей результирующих векторов ЭДС па- 60 раллельных ветвей, постоянное cpm любом значении сокращения шага составляет: ветвь 1-0,9949, о.е., ретвь 2-1,00256, ветвь 3-1,00256.угол сдвига между результирующими векторами ЭДС ветви 2 и средней ЭДС раи вен 7 3 . Такой же угол сдвига между ветвью 3 и средней ЭДС но с обР ратным знаком.

Иаксимальное значение небалансной ЭДС ветви по отношению к средней

ЭДС составило 0,512%, т.е. в два раза меньше, чем для известной несимметричной обмотки. Величина уравнительного тока во многом зависит от индуктивного сопротивления пазового рассеяния, которое связано с сокращением шага обмотки f3 и геометрической активных частей электрической машины.

Шаг обмотки со стороны выводов в данном примере выполнен на два пазовые деления меньше, чем с обратной стороны. Число перемычек в лобовой части обмотки составило 3 на каждую фазу, что в четыре раза меньше, чем для известной обмотки. Такой вариант исполнения обмотки является самым оптимальным, обеспечивающим получение наибольшего технико-экономического эффекта дополнительно за счет конструктивного исполнения. Другие варианты исполнения обмотки с иной, чем для обмотки по фиг. 1, разницей шагов с обеих сторон машины, имеющие такое же относительное максимальное значение небалансной ЭДС ветви(u 512Ъ) уступает оптимальному варианту в конструктивном отношении. Сохраняя заданный порядок чередования параллельных ветвей в полюсно-фазных зонах:

1-2-1-1-3-1 и 3-2-3-2-3-2 обмотку

1 по фиг. 1 можно, в частности, выполнить с одинаковым диаметральным шагом с обеих сторон машины как для известной обмотки. Однако в этом случае для обмотки потребуется не три, как для оптимального варианта, а двенадцать перемычек в зоне лобовых частей, что сохраняет эа ней преимущество в повышении технико-экономических показателей (по сравнению с известными решениями) только в части небалансных ЭДС.

Неера параллельных ветвей 1,2 и

3, указанные в порядках чередования параллельных ветвей в полюсно-фазных зонах, следует рассматривать, как порядковые числа, т.е. первая, вторая и третья параллельные ветви. Поэтому предлагаемый. принцип выполнения обмотки включает любые порядки чередования параллельных ветвей в цифро. вых выражениях, отвечающие порядку параллельных ветвей: йервая-вторая-первая-первая-третья-первая и третья-вторая-третья-вторая-третья-вторая.К ним относятся такие порядки чередования параллельных ветвей в двух полюснофазных зонах:

2-1-2-2-3-2 и 3-1 — 3-1-3-1

3-2-3-3-1-3 и 1-1-1-2-1-2

1-3-1-1-2-1 и 2-3 -2-3-2-3 и др.

773839

2 f ÔÇ!М!Z f!513232525323232,и и

Предлагаемая обмотка может быть вы полнена с любым цяслом фаз, кратным

3 (m=6,9 и т.д.), с любью числом полюсов (2p=2 4 и т.д.), однослойной и двуслойной, а.также с любым сокраще,нием шага и . Например, несимметричную двухслойную петлевую обмотку с

=6 можно выполнить с пт =6 и 2Р=4 т

-«исло пазов при этом Z=144. Величины небалансных ЭДС остаются при этом неизменными, число перемычек в лобозой части обмотки будет зависеть от принятой разницы шагов с обеих сторон машины (и оптимальным при разнице шагов -2), а уравнительный ток от номинального напряжения и геометрии статора.

Применение предлагаемой двухслойной обмотки с Z=36 и р =15/18 для двухполюсного трехфазного турбодвигателя мощностью порядка 4 000 кВА позволяет в значительной степени повысить технико-экономические показатели машины.

Формула изобретения

Несимметричная многофазная петлевая обмотка с q, =6, с катушками, соединенными в три параллельные ветви на пару полюсов, с постоянным шагом намотки, отличающаяся тем. что, с целью повышения технико-экономических показателей, катушки сое- динены в параллельные ветви в пределах одной полюсно-фазной зоны в соответствии с рядом 1-2-1-1-3-1, а в другой полюсно-фаэной зоне в соответствии с рядом 3-2-3-2-3-2, где порядковый номер числа ряда означает порядковый номер катушки в пределах полюсно-фазной зоны, а значение чис15 ла ряда означает номер параллельной ветви, в которую входят соответствующая. катушка, — число катушек на по люс и фазу.

Источники информации, Щ принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

Р 1099622, кл. Н 2 А, 1968.

2. Патент ФРГ i7 1638350. кл. Н 02 р 1/00, 1972.

773839

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. . 4 5

Заказ 7525/7

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

Составитель A. Кецарис

Ре акто М. Ликович Тех едН ° Бабурка Корректо И. Муска