Трехфазная совмещенная синхронная электрическая машина
Сотоэ Советских
Социалистических
Респубпии
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТРРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
l Н 02 К 3/28 Н Я2 К 19(36 Н 02 Р 9/14 9теударотмнный квинтет СССР ао делам изобретений н открытий (23) П риоритет— Опубликовано 07т12.81 ° Бюллетень М 45 Дата опубликования описания 09. 12.81 (53) УДХ 621,3, .045.58(088.8) (72) Автор изобретения В. И. Попов Горьковский политехнический институт им. А; А. Жданова (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЭНАЯ СОВ1ЕЦЕННАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ NAIIIHHA Изобретение относится к области синхронных электрических машин, для возбуждения которых,используется энергия третьей гармоники поля. Известны синхронные машины с воэбуждеттием от третьей гармоники магнитного коля, на статоре которых размещают основную с полюсностью р и дополнител ную с полюсностью 3р обмотки; дополнительную обмотку присоединяют через выпрямители к обмотке возбужде10 ния ротора 11. Недостатки таких машин - сложность конструкции и низкое использование активных материалов из-за наличия на 15 статоре дополнительной обмотки. Известна и синхронная машина Ю возбуждением от третьей гармоники поля, на статоре которой уложена совмещенная обмотка, выполняющая функции основ20 ной и дополнительной обмоток. Такая обмотка выполняется трехфаэной, соединяется в звезду, содержит равномер- но распределенные катушки, соединяе2* ,мые в фазах в две параллельные ветви с нулевыми выводами, подключенными через выпрямитель на обмотку возбуждения ротора. Параллельные ветви выполняются с различ.lblMH шагами и числами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны, а для пол скости Зр - различны между собой 521, Данная машина является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатки такой машины: 1) сложность совмещенной обмотки якоря иэ-эа неравномерного расположения раэношаговых катушек; 2) неполное и неравномер" ное заполнение пазового слоя; 3) низкое использование меди; 4) однофазность обмотки для полюсности Зр, что ухудшает параметры машины из-за нали- 1 чия обратного поля с полюстностью Зр. Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение использования меди и улучшение параметров путем рав888281 4 номерно го р ас предел ения р аз ноша говых катушек, повышения обмоточного коэффициента и выполйения обмотки трехфазной для полюсности Зр. Цель достигается тем, что обмотка содержит 9р катушечных групп с двумя концентрическими катушками в каждой и соединена в три параллельные ветви так, что в фазах наружные катушки групп с номерами 1+3 () -1) +9(1-1) со-. ур единены встречно с внутренними ка тушками групп 7+3 (,! -1) +9(л -1) для .первой ветви, наружные согласно с .внутренними групп 2+3 () -1) +9{i-1) для второй ветви, наружные группы 3+3 (1-1) 1ф +9 (i -l) встречно с внутренними групп б+3(-1) + 9(л -1) для третьей ветви, начала ветвей образуют зажимы фаэ, а концы подключены к трем нулевым выводам, причем числа витков .внутренних катушек равны 1,74 ф1 для групп 2+3 (g-lj + 9(q -1) и 2,143Yg для других групп„а катушки выполнены с ша- гами 2 ), и 2 ь +2, где 1 = 1,2...р, 1,2,3 — номер Фазы; Ф1 - число уу витков наружных катушек; - полюсное деление для полюсности Зр. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой машины; на фиг. 2 — развернутая схема Эр совмещенной обмотки статора с p t на фиг. 3 и 4 — диаграммы ЭДС обмотки фиг. 2 для полюсности р и Зр на фиг. 5 — схема совмещенной обмотки статора с р=2. Машина (фиг. !) содержит ротор с обмоткой возбуждения ОВ и статор с .трехфазной совмещенной обмоткой, соединенной в звезду с тремя параллельными ветвями, имеющей зажимы фаз С1, С2, CÇ с полюсностью р и три вывода нулевых точек 01, 02, 03,с по.люсностью Зр, подключенных через выпрямитель В к обмотке возбуждения ротора. 43 Совмещенная обмотка статора (фиг.2) выполнена трехфазной с p=l, двухслойной и содержит 9Р=9 катушечных групп с номерами от 1 до 9. Кажцая группа содержит две концентрические катушки с шагами 2 7 = 7./Зр=б и 2Т+2 8. В фаSO зах образованы три параллельные ветви. В фазе Cl соединены последовательно наружная катушка группы 1 встречно с внутренней катушкой группы 7 для первой ветви, наружная согласно с И внутренней группы 2 для второй ветви, наружная группы 3 встречно с внутренней группы б для третьей ветви. Начала ветвей образуют режимы фазы С!. Аналогично выполнены другие фазы С2 и CÇ иэ катушек групп, номера которых чередуются с интервалом в три группы. Концы ветвей подключены к трем нулевым выводам Оl, 02, 03. На фиг. 3 и 4 векторам ЭДС наружных катушек приписаны номера групп, а внутренних — те же номера со штрихом. Числа витков внутренних катушек выбираются из условия равенства векторов ЭДС параллельных ветвей фазы для полюсности р {см. Фиг. 3):l,74%g для групп 2,5,8 и 2,14 Ф/1 для остальных групп, где Ф вЂ” числа витков наружных катушек групп. Коэффициенты укорочения катушек для полюсности р равны К р= 0,985 ! и К р = 0,866. Обмоточный коэффициент обмотки для полюсности р вычисляется по диаграмме фиг. 3 и равен K =0 83. у ° И Э диаграммы фиГе 3 Видно что поле с полюсностью р на нулевых выводах 01, 02, 03 ЭДС не наводит. Для полюсности 3р (фиг. 4) коэффициенты укорочения катушек равны 0,866 и Ку = О. Иэ диаграммы вид1 Г но, что по отношению к нулевым выводам 01, 02 03 обмотка имеет полюсность Зр и на зажимах Сl, С2, СЗ поле с полюсиостью Зр ЭДС не наводит. Обмоточный коэффициент обмотки для полюсности 3р равен Кргр=; 0,433. произведение Коф Кюф= 0,83.0,433= =0,359 характеризует использование меди совмещенной обмотки предлагаемой машины. На фиг. 5 изображена развернутая схема обмотки статора предлагаемой машины с р 2, выполненной в2 =36 пазах и имеющей параметры обмотки фиг.2. На фиг. 2 и 5 верхний ряд стрелок показывает направления переменных токов при питании обмотки через выводы Сl, С2, СЗ трехфаэным током {для момента времени, когда ток в фазе Cl имеет максимальное значение), а ниж ний ряд — при питании обмотки через выводы 01, 02, 03 трехфазным током (для момента времени, когда ток в фазе 01 имеет максимальное значение) . Совмещенная обмотка статора предлагаемой машины имеет равномерное распределение раэношаговых катушек и полное заполнение разового слоя. Сравним обмотку предлагаемой маши-! ны с обмоткой по $2). Обмотка по прототипу имеет: р=2, число пазов 2=3б, 888281 Формула изобретения C2 Puz. g Фиг. f 07 Фиг. 4 Фиг. Я цаги катушек 8 и 6, Кь К =0,881 ° 0 244= ОЬР оЮЗ =0,215. Таким образом, в предлагаемой обмотке в 0,359:0,215=1,67 раза лучше использование меди, чем в обмотке по прототипу. Кроме того, она выполняется трехфазной для полюсности Зр, вследствйе чего при нагрузке машины отсутствует обратное поле этой полюсности. Это обстоятельство уменьшает потери в машине и улучшает ее параметры. Предлагаемая машина может работать в режимах генератора и двигателя. Трехфазная совмещенная синхронная электрическая машина е возбуждением $!! от третьей гармоники магнитного поля, содержащая ротор с обмоткой возбуждения и статор с трехфазной двухслойной обмоткой, выполненной из равномерно распределенных катушечных групп и со- 3$ единенной в фазах с параллельными ветвями и нулевыми выводами, подключенными через выпрямитель к обмотке возбуждения ротора, ветви которой выполнены е различными шагами и чйслами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, повьппения использования меди и улучшения параметров, обмотка содержит 9р катушечных групп с двумя концентрическими катушками в каждой и соединена в три параллельные ветви так, что в фазах наружные катушки групп с номерами 1+3 (j — l) + +9 (c-1 соединены встречно с внутренними катушками групп 7+3() -1) +9(! -1) для первой ветви, наружные согласно с внутренними групп 2+3 (j — 1) +9 (1 -1) для второй ветви, наружные групп 3+3(-I) +9 (1 — 1) встречно с внутренни-,ми групп 6+3(j — 1) +9 (i — l) для третьей ветви, начала ветвей образуют зажимы фаз, а концы подключены к трем нулевым выводам, причем числа витков внутренний катушек равны 1,74 )Ц для групп ; 2+3 () -I)+9(1-1) и 2,14%1 для р;ругих групп, а катушки выполнены с шагами 2 и 27>+2, где 1= 1,2) р; 1, 2, 3 " номер фазы; Ф вЂ” число витков наружных катушек; g — полюсное деление для полюсности Зр.Источники информации, принятЫе во внимание при экспертизе 1. Патент США II 3025450, кл. 322-28, 1962. 2. Авторское свидетельство СССР 313503, кл. Н 02 К !9/36, 1975. 888281 Составитель А. Кецарис Редактор T. Кузнецова Техред С.Мигунова . Корректор М. Шароши Заказ !0739/!8 Тираж 733 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!3035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4
