Трехфазная полюсопереключаемаяобмотка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>843102

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 280879 (21) 2816581/24-07 (51)PA Клз

Н 02 К 3/28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 3рр681 Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 3006З 1 (53) 4К 621. 3. .045.58 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.A.Пекерман и Л.Я.Фишлер (71) Заявитель

I 1,(4

"— / (54 ) ТРЕХФАЗНЛЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧЛЕМАЯ ОБМОТКА

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электромашиностроении для создания двухскоростных электрических машин.

Известна трехфазная полюсопереклю5 чаемая обмотка двухскоростного двигателя с числом катушек, кратным 36 с отношением чисел пар полюсов pq/Р =

4,3, с шестью выводами, состоящая из

Х

Ро одинаковых частей, имеющих одинаковых катушек в каждой частй, причем в пределах каждой части расположено 26 катушечных групп, числа катушек в ка>хдой из которых, начиная с первой, соответствуют ряду — к, 2к, 15 к, 2к, к, 2к, к, к, к, к, 2к, к, 2к, к, 2к, к, 2к, к, 2к, к, к, к, к, к, 2к, к, 2к, при этом катушечные группы фазы в каждой из частей разделены на две полуфазы, в каждую полуфазу 20 включены катушечные группы, порядковые номера которых и соединение указаны в изобретении 11 .

Эта обмотка имеет ограниченную область применения, так как может использоваться только при числах пазов, кратных 36.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная полюсоперекхпочаемая обмотка двухскоростной элект- 30 рической машины, ка.ждая фаза которой состоит из трех ветвей, причем вторая и третья ветви выполнены из одинаковых катушек, а первые ветви состоят из катушек, намотанных из провода двойного сечения и имеющих половинное число витков по сравнению с катушками, образующими вторые и третьи ветви. При Р„ парах полюсов в каждой фазе первая ветвь соединена последовательно с параллельно соединенными между собой второй и третьей ветвями. При Р2 парах полюсов первые ветви фаз исключены из схемы, а вторая и третья ветви соедийены последовательно Г2) .

Недостатком этой обмотки является то, что она должна выполняться из катушки двух типов, что повышает трудоемкость изготовления обмотки.

Цель изобретения упрощение технологии изготовления и расширение области применения обмотки.

Поставленная цель достигается тем, что трехфазную двухслойную полюсопереключаемую обмотку с отношением чисел пар полюсов P1/P2= 6/8, с числом катушек 2 ) 12р„, кратным 2p„, состоящую из катушечных групп, соединенных в каждой фазе в три ветви, у

84 3102

35 которой начала второй и третьей ветвей соединены с концом первой ветви, а от начала первой и концов второй и третьей ветвей выполнены выводы, предлагается выполнять из одинаковых катушек и P 6 одинаковых частей, содержащих каждая 52 катушечные группы, (причем числа катушек в катушечных группах части предлагается определять из выражений: число катушек<1-, в катушечных группах с порядковыми номерами в части

2, 10, 15, 23, 28, Зб, 41, 49, Г К а =-ent ег — — — +<>,5, (8Р.„2 число катушек Л в катушечных группах с порядковыми номерами в части б, 19, 32, 45

<м = — — 2 к — 2 -"1 ) х

2 2р число катушек ц в катушечных группах с порядковыми номерами в части 70

1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50 аз число катушек cl в катушечных груп4 пах с поРядковыми номерами в части

4, 8, 17, 21 30, 34, 43, 47 с, =2К, число катушек а в катушечных груп5 пах с порядковыми номерами в части

3, 9, 16, 22, 29, 35, 42, 48

=ЕПМЕг1 - -О185«+а,5 г 0,046 Е

5 1 Р„ число катушек Ы в катушечных груп6 пах с порядковыми номерами в части

5, 7, 18, 20, 31, 33, 44, 46

-0,81 К+0,5

204 Z

Ь 1 число катушека7 в катушечных группах с порядковыми номерами 12, 13, 25, 26, 38, 39, 51, 52

2 40

0 = — — — 2К-а5- 6 >

7 2р при этом упомянутые ветви фаз выполнять из катушечных групп, имеющих следующие порядковые номера в части: первая ветвь первой фазы — кату- 45 шечные группы 1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50, вторая ветвь первой фазы — группы

2, б, 10, 28, 32, 36, третья ветвь первой фазы — группы

15, 19, 23, 41, 45, 49, первая ветвь второй фазы — группы

4, 17, 30, 43, вторая ветвь второй фазы — группы

3, 20, 25, 29, 46, 51, 55 третья ветвь второй фазы — группы

7, 12, 16, 33, 38, 42, первая ветвь третьей фазы — группы

8, 21, 34, 47, вторая ветвь третьей фазы — группы

9, 13, 18, 35, 39, 44, 60 третья ветвь третьей фазы — группы 5, 22, 26, 31, 48„ 52, все катушечные группы включать встречно, за исключением согласно включенных групп 1 и 2, 3 и 4, 8 и 9, 10 и

11, 14 и 15, 16 и 17, 21 и 22, 23 и

24, 27 и 28, 29 и 30, 34 и 35, 36 и

37, 40 и 41, 42 и 43, 47 и 48, 49 и

50, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы ветвей соединять последовательно, а в первых ветвях в две параллельные полуветви, состоящие из равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви, одноименные ветви всех частей обмотки соединять между собой, где Р„ и Р числа пар полюсов обмотки, число катушек обмотки, любое целое положительное число, определяемое выражениемосk<Г е>>Оег — выделение бли><айшего целого из числа в скобках, не превосходящего число, заключенное в скобки.

На фиг. 1 представлена электрическая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки для Р 6, p = 8, z = 108; на фиг. 2 — принципиальная схема соединения обмотки, представленной на фиг. 1, на фиг. 3 — c><åìà соединения выводных концов и подключения к сети, на фиг. 4 — кривые намагничивающих сил обмотки, представленной на фиг. 1, на фиг. 5 — электрическая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки дляР„= б, Р2 = 8, = 120.

Рассмотрим трехфазную полюсопереключаемую обмотку при p = 6, p = 8, 108.

Обмотка выполнена из одинаковых катушек, состоит из одной части (16 = 1) и 52 катушечных групп. Об-мотка двухслойная с шагом у = б.

Определим распределение катушек по катушечным группам. Согласно предлагаемому изобретению число катушек в катушечных группах с порядковыми номерами 2, 10, 15, 23, 28, Зб, 41, 49 определяется из выражения а =e tier 8 2 +0,5

ГZ К

1 (ВP„2 причем К - любое целое поло>хительное

Г zчисло,о К- .<2 р, В данном случае

Г408 1

g< y.с, т.е. К = 1. 723

Тогда ц =епОег(о,5+0,5)=Bntier(2,25j=2.

Число катушек в катушечных группах с номерами 6, 19, 32, 45 определяется из выражения а = — - -2k-2а; а — -2, 4= . р 1 2 12

Число катушек в катушечных группах с номерами 1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50 - аз = К = 1.

Число катушек в катушечных группах с номерами 4, 8, 17, 21, 30, 34, 43, 47-а4 = 2К = 2.

84 310?

Число катушек в катушечных группах с номерами 3, 9, 16, 22, 29, 35, 42, 48 . ГОО46 2 а =emptier „, (0,046 {О&

=enticer

0,185 k 0, 5 =

0,{В5+0,5 = l

Число катушек в катушечных группах с номерами 5, 7, 18, 20, 31, 33, 44, 46

ГО 204 2 0g{g ){.+05 10

О, Ь5 -ОБ)=З

Г0,204 "{08

Число катушек в катушечных группах с номера>ли 12, 13, 25, 26, 38, 39, 51, 52

2 {08

-2k-д -с) = — 2->-3=3. 20

2р„5 6- л2

На фиг. 4 записаны по порядку номера катушек рассматриваемой обмотки и над ними номера катушечных групп, к которым отнесены катушки в соответ- 25 ствии с рассчитанным выше распределением катушек по катушечным группам.

Поскольку обмотка двухслойная, принято, что номера пазов совпадают с номерами тех катушек, сторона которых находится на дне паза (в нижнем слое).

Отсюда видно, что для описываемой обмотки числа катушек в катушечных группах, начиная с первой, соответствуют ряду 1, 2, 1, 2, 3, 3, 3, 2, 1, 2, 1, 3, 3, повторенному четыре раза.

Обозначим первую фазу как фазу А, вторая фаза — фаза C- третья — фаза

В . Теперь распределяем катушки и катушечные группы по фазам и ветвям

Фаз. 40

Согласно предлагаемому изобретению в каждой фазе катушечные группы соединены в три ветви, причем первая ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 1, 11, 45

14, 24, 27, 37, 40, 50; вторая ветвь первой фазы — группы 2, 6, .10, 28, 32, 36, .третья ветвь первой фазы — группы 15, 19, 23, 41, 45, 49.

На фиг. 4 под номерами вышеуказан- gp ных катушечных групп и их катушками записываем фазу А

Далее распределяем катушечные группы и катушки по фазам С и 8 с учеToM Toro, что согласно предлагаемому изобретению первая ветвь второй фазы (фаза с ) состоит из катушечных групп с номерами 4, 17, 30 43; вторая ветвь второй фазы — группы 3, 20, 25, 29, 46, 51; третья ветвь второй фазы — группы 7, 12, 16, 33, 38, 42 60 первая ветвь третьей фазы — группы

8, 21, 34, 47; вторая ветвь третьей фазы — группы 9, 13, 18, 35, 39, 44; третья ветвь третьей фазы — группы

5, 22, 26, 31, 48, 52.

Далее учитываем то, что все соседние катушечные группы обмотки вкгпочар>тся встречно, за исключением согласно включенных групп 1 и 2, 3 и 4, 8 и 9, 10 и 11, 14 и 15, 16 и 17, 21 и 22, 23 и 24, 27 и 28, 29 и 30, 34 и 35, 36 и 37, 40 и 41, 42 и 43, 47 и 48, 49 и 50.

В соответствии с этим группы 1 и

2 на фиг. 4 маркируются как фаза А,,группы 3 и 4 — С, группа 5 — В, группа 6 — A группа 7 — С, группы 8 и 9 — В и т д.

Соединение катушечных групп показано на фиг. 1. Катушки первых ветвей в каждой фазе соединены в две параллельные полуветви, состояшие из равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви. В рассматриваемой обмотке в первой фазе одна полуветвь первой ветви состоит иэ четырех соседних катушечных групп первой ветви 1, 11, 14, 24, соединенных последовательно. Вторая полуветвь состоит из групп

27-, 37, 40, 50, соединенных последовательно. Полуветви соединены ме>хду собой параллельно.

В первой ветви второй фазы одна полуветвь состоит из двух соседних катушечных групп этой ветви 17, 30, соединенных последовательно, вторая полуветвь — группы 4, 43, соединенные последовательно, и полуветви соединены между собой параллельно.

В первой ветви третьей Фазы одна полуветвь состоит из двух соседних катушечных групп этой ветви 8, 21, соединенных последовательно, вторая полуветвь — группы 47, 34, соединенные последовательно, и полуветви соединены между собой параллельно.

Во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены между собой последовательно. далее обмотка построена следуюцим образом. В ка><дой Фазе конец первой ветви соединен с началом второй и началом третьей. ветвей. От начал первых ветвей выполнены выводы 1н, 2н, Зн, от концов вторых ветвей — выводы

1к, 2к, Зк. Концы третьих ветвей hcex трех фаз соединены ме>хду собой в нуль.

При подключении к сети выводов 1н, 2н, Зн и замыкании между собой выводов

1к, 2к, Зк получается соединение фаз обмотки в звезду, и в схему включены все катушки, соединенные в каждой фазе в две параллельные- ветви. При этом обеспечивается число полюсов 2р„ = 12.

При подключении к сети выводов 1к, 2к, Зк и разомкнутых выводах 1н, 2н, Зн из схемы исключаются катушки первых ветвей всех трех Фаз, во вторых ветвях всех трех фаэ имеет место ре версирование тоха по сравнению с режимом 2p„= 12,соединение первой и второй ветвей в каждой Фазе последовательно соединение фаз †звез

843102 (фиг. 3). При этом обеспечивается

2р = 16 °

На фиг. 4 приведены кривые ИДС описываемой обмотки, подтверждающие получение двух чисел полюсов 2р

1

12 и 2р = 16. Обмоточные коэффициенты К /К = 0,831/0,758. Уравнительные ЭДС в параллельно соединенных контурах обмотки при обоих числах

4олюсов равны нулю. При 2р = 12 об-) мотка симметрична. При 2р = 16 углы

-между результирующими векторами ЭДС фаз 1, 2, 3, для основной гармоники составляют: 1,2 = 119,6 эл.град, 2,3 = 120,8 эл.град, 3,1

119,6 эл. град. Отношение индукций в воздушном зазоре в„ /B«= 1,06.

На фиг. 5 — электрическая, схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки Р.с †- 6, P = 8, = 120с у = 7, выполненной согласно предлагаемому изобретению аналогично вышеописанной Щ обмотке при Z = 108.

Использование предлагаемой обмотки позволяет обеспечить высокие технико-экономические показатели, хорошее использование активной зоны машины, требуемые механические характеристики при обоих числах: полюсов при.использовании двухскорост,ных двигателей, например, в качестве привода насосов, вентиляторов, нагнетателей.

Кроме тогос расширяется область применения полюсопереключаемых обмоток в электрических машинах, уменьшается трудоемкость изготовления двухскоростных электрических машин.

Формула изобретения

1. Трехфазная полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел пар полюсов Р /P = 6/8, с числом катушек

12 pi, крат ным 2 р „, состоя- 40 щая из катушечных групп, соединенных в кюхдой фазе в три ветви, причем начала второй и третьей ветвей соединены с концом первой ветви, а от начала первой и концов второй и третьей ветвей каждой фазы выполнены выводы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и расширения области применения обмотки, она выполнена из .одинаковых катушек, состоит из р /6 одинаковых частей, содержащих каж дая 52 катушечные группы, причем в каждой части числа катушек в катушечных группах определены вйражениями: число катушек d â катушечных группах с порядковымй номерами в части 2, 10, 15, 23, 28, 36, 41, 49

Г 2 К д =еиИег — — — +О,5, 1 BP< Г число катушек а в катушечных группах с порядковыми номерами 6, 19, 32, 45

Z 4 = — -2<=20

2 2Р число катушек в катушечных группах с порядковыми номерами 1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50 с4Э= К число катушек cd в катушечных груп,пах с порядковыми номерами 4, 8, 17, 21, 30, 34, 43, 47

gg =2fc число катушек а в катушечных группах с порядковыми номерами 3, 9, 16r 22с 29с 35r 42с 48

ГО,О46- Z а «ввоег — — - — атвс с«о,в число катушек аь в катушечных группах с порядковыми номерами 5, 7, 18, 20, 31, 33, 44, 46 а =впйег - о,8 54с+0,Ф

Р число катушек а7 в катушечных группах с порядковыми номерами 12, 13, 25, 26, 38, 39 51, 52

z ка -а

7 gp при этом упомянутые ветви фаз состоят из катушечных групп, имеющих следующие порядковые номера в части: первая ветвь -первой фазы — катушечные группы с номерами 1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50, вторая ветвь первой фазы — группы

2, 6, 10, 28, 32, 36, третья ветвь первой фазы — группы

15с 19с 23с 41r 45с 49с первая ветвь второй фазы — группы

4, 17, 30, 4.3, вторая ветвь второй фазы — группы

3, 30, 25, 29, 46, 51, третья ветвь второй фазы — группы

7, 12, 16, 33, 38, 42, первая ветвь третьей фазы — группы

8, 21, 34, 47, вторая ветвь третьей фазы — группы

9, 13, 18, 35, 39, 44, третья ветвь третьей фазы — группы

5, 22, 26, 31, 48, 52, все соседние катушечные группы включены встречно, за исключением согласно включенных групп 1 и 2, 3 и 4, 8 и 9, 10 и 11, 14 и 15, 16 и 17, 21 и

22, 23 и 24, 27 и 28, 29 и 30, 34 и

35, 36 и 37, 40 и 41, 42 и 43, 47 и

48, 49 и 50, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы ветвей соединены последовательно, а в первых ветвях — в две параллельные полуветви, состоящйе из равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви, одноименные ветви всех частей обмотки соединены между собой, где Р.с и P — числа пар полюсов обмотки

-.г. — общее число катушек обмотки;

843102

Е П- 1 Šà — любое целое положи-, тельное число, a< =j„p )

- выделение ближайшего целого из числа в скобках, не превосходящего число, заключенное в скобки.

2. Обмотка по п. 1, выполненная ,из 108 катушек, у которой числа катушек в катушечных группах, начиная с первой, соответствуют ряду - 1,2,1," 2,3,3,3,2,1,2,1,3,3, повторенному четыре раза.

3. Обмотка по и. 1, выполненная из 120 катушек, у которой числа катушек в катушечных группах, начиная с первой, соответствуют ряду

1,2,1,2,3,4,3,2.,1,2,1,4,4, повторенному четыре раза.

Источник информации, принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

Р 399967, кл. Н 02 К 3/28, 1974.

2. Патент Великобритании

Р 1472773, кл. Н 02 К 3/28, 1977.

Я

% т

D э

М ч ч ч

° ф Ф

ФО

Ж

Фй (Р

CI

М з

С3

Cs

И

Ю

Ю

Фй

«»

«) аа Я

Ю

° з! зО

- - П

Б

° Ф 4з а,з

Ю

Д ч ч

IRl

° Ф ъ

03 ц! щ C

os Я) : RI

++

+ -1+ !"

1 + ! +

1 +

1

1 I

1 1 .i 1

+ I.

+ 1

+ I

++

++

++

++

++

++ ! +

1 +

1+ !

I I

I 1

I 1

+1

+ I

+ 1

+ +

++

++

++

+ +

++

1+

+ !

1 I

I I

I 1

I I

I .1- 1

+ 1

+ 4++

I

++

++

+ +

+

I +

1+ . I

1

I +

I. +

I +

+

++

1 +

1 +

1

I

1

+

++

+ +.

++

+

I +

1 +

l

I +

1 +

I +

+

++

I +

I +

I

I

I I

843102

1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 l 1 I 1 1 1 ! 1

3132 33 31 35 36 3738 3S ФОН Ф2 ФЛ 4 t t5 tf Ф7 М Ф9 5051 52 535ФХХХБХ 78853БО

I I i 11 l lj11 I 1

Зк

Г

11111 ! 1 11111 ! 11 l.1(11I! 1 1 1

Фиг.5

ВНИИПИ Заказ 5151/75 Тираж 730 Подписное

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