Ротор с индукционным сопротивлением для многоскоростного асинхронного двигателя

 

РОТОР С ИНДУКЦИОННЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ДЛЯ МНОГОСКОРОСТНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий магнитопровод с размещенной на нем обмоткой , состоящей из двенадцати одинаковых катушечных групп, соединенных в две звезды с общей нулевой точкой и с двумя смежными параллельно включенными катушечными группами в каждой фазе звезды, порядковые номера которых в первой звезде 1-2, 5-6 , а во второй звезде - , 7-8 П-12, и индукционное сопротивление, состоящее из шести катушек с массивными ферромагнитными сердечниками, соединенных с обмоткой ротора, отличающийся тем, что, с целью улучшения механических и рабочих характеристик двигателя, две смежные параллельные катушечные группы в каждой фазе обеих звезд обмотки ротора соединены между собой согласно и под (Л ключены к началу и концу катушки индукционного сопротивления, а средние с точки всех катушек индукционного сопротивления соединены между собой. о N0 о N0 4iii

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) Ю1) Н 02 К 17/14

Ь

Р1 Ф . I (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ * г. Зг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3405605/24-07 (22) 04.03.82 (46) 30.06.83 Бюл. N 24 (72.) Г.N. Киричек (7I) Институт электродинамики АН Украинской ССР (53) 621.313.333.2,045.57(088.8) (56) i. Авторское свидетельство СССР

)1 564689, кл. Н 02 K 17/14, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 653691,. кл. H 02 K 17/14, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

N 748692, кл. H 02 K 17/14, 1978.

4. Авторское свидетельство СССР

)1 782060, кл. H 02 К 17/14, 1979. (54)(57) POTOP C ИНДУК1(ИОНН iМ COllPOТИВЛЕНИЕМ ДЛЯ МНОГОСКОРОСТНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий магни. топровод с размещенной на нем обмоткой, состоящей из двенадцати одинаковых катушечных групп, соединенных в две звезды с общей нулевой точкой и с двумя смежными параллельно включенными катушечными группами в каждой фазе звезды, порядковые номера которых в первой звезде 1 2, 5-6, 9-10, а во второй звезде - 3-4, 7-8, 11--12, и индукционное сопротивление, состоя" щее из шести катушек с массивными ферромагнитными сердечниками, соеди" ненных с обмоткой ротора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения механических и рабочих характеристик двигателя, две смежные параллельные катушечные группы в каж-. дой фазе обеих звезд обмотки ротора соединены между собой согласно и подключены к началу и концу катушки индукционного сопротивления, а средние точки всех катушек индукционного со- С„ противления соединены между собой..

Ф Ф

3 ю

1 1026

Изобретение. относится к регулируемым электродвигателям переменного тока с индукционным сопротивлением в цепи ротора, Известен ротор с постоянно вклю-. ченным индукционным сопротивлением, предназначенный для двухскоростных трехфазных асинхронных двигателей, регулируемых изменением величины приложенного к обмотке статора на« 10 пРЯжениЯ. и . числа паР полюсов 11)в

Параметры ротора зависят от.числа пар полюсов двигателя, что обеспечивает улучшение характеристик маши" ны. Однако область применения рото- 15 .ра ограничена двухскоростными электродвигателями, I

Известен ротор с индукционным сопротивлением, предназначенный . для трехскоростного асинхронного регули" 20 руемого электродвигателя с отношением чисел полюсов 2:3."4, трехфазная. обмотка которого состоит из l2 одинаковых катушечных групп, соединенных . в две трехфазные звезды с двумя па- 25 ,раллельными ветвями, в которых смеще-. ние векторов ЭДС при р = 2 и р 4 равно 120,а прн р = о"180 эл.град.(2).

Поскольку каждая звезда обмотки

-ротора соединена с отдельным трехфаз- 30 ным индукционным сопротивлением, ток в этом сопротивлении определяется встречными составляющими ЭДС .в параллельных .ветвях-обмотки ротора, что при указанном смещении векторов ЭДС

35 несколько ухудшает характеристики двигателя при больших значениях чи" сел пар полюсов. Кроме того, область его применения ограничена трехскоростными двигателями с отношением чисел полюсов 2:3:4.

Известен ротор трехскоростного асинхронного двигателя с отношением чисел полюсов 1:2:4, трехфазная об мотка которого состоит из"12 одинаковых катушечных групп, соединенных в

45 две отдельные звезды с двумя параллельными ветвями s каждой фазе заезды, образованными двумя смежными и включенными встречно катушечными группами 1 3 J.

С каждой трехфаэной звездой обмотки ротора соединено отдельное трехфазное индукционное сопротивление, токи в котором определяются встречными составляющими ЭДС .в смежных катушечных группах, возрастающими с уменьшением числа пар полюсов.

Это обеспечивает зависимость параметров ротора от числа пар полюсов и улучшает пусковые характеристики двигателя. Однако ротор имеет огра" ниченную область применения, определяемую отношением чисел полюсов 1:2:4, а также характеризуется некоторым ухудшением механических характеристик, связанным с тем, что индукционное сопротивление влияет только на встречные составляющие ЗДС в параллельных ветвях фаз обмотки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ро" тор многоскоростного асинхронного двигателя с отношением чисел полюсов 1:2:3:4 согласно, Обмотка ротора состоит иэ 12 одинаковых катушечных групп, соединенных в две отдельные трехфазные звезды с общей нулевой точкой и с двумя параллельными ветвями в каждой .фазе звезды образо"

1 ванными двумя смежными и включенными встречно катушечными группами с порядковыми номерами в одной звезде 1-2, 5-6, 9- 10 и 3-4, 7-8, 11-12 в другой. звезде. В параллельных катушечных группах каждой фазы звезды обмотки. ротора обеспечивается смещение век.торов индуктируемых в них ЭДС при

2р = 8 на 60, при 2р = 6 на 90, при

2р = 4 на 120 и при 2р = 2 на

150 эл.град., Индукционное сопротивление состоит из.б катушек с массивными ферромагнитными сердечниками, соединенных в две звезды с общей нулевой точкой. Каждая звезда индукционного сопротивления соединена со звездой обмотки ротора, а токи в индукционном. сопротивлении определяются значениями встречных составляющих

ЗДС в параллельных ветвях фазы обмотки. При указанном угловом смещении векторов ЭДС это обеспечивает улучшение пусковых характеристик двигателя, повышение развиваемой двигателем мощности при больших значениях чисел полюсов (4).

Недостатком ротора является то, что по индукционному сопротивлению протекают только встречные составляющие токов параллельных ветвей фазы обмотки ротора. Согласные составО ляющие токов этих ветвей протекают только по обмотке ротора, минуя индукционное сопротивление. Воздействие индукционного сопротивления только на встречную составляющую токов в . параллельных ветвях обмотки и изменение величины этой составляющей тока

3 1026247 4 приводит к некоторому искажению маг" Номер нитного поля двигателя, появлению катушечвысших гармоник поля, обуславливающих ухудшение механических характеристик групп 1-2 3 4 5-6-7-8-9"10-11-12 образованием в них провалов увелио 5

2Р=8 А-В-С-A-В-С-А-В-С-А-В-С чение потерь двигателя. Проявление 2Р=6 А-В-Х-У-А-В-Х-У-А-В-Х-У высших гармоник тем сильнее, чем боль- 2Р=4 A- -В-Х-С-Y-A- -В-Х-С-У шее значение электрического сопротив- 2Р=2, . А-А- " -В-В-Х-Х-С-С-У-У ления включается в .цепь ротора. Из этого, распределения следует, цель изобретения " улучшение меха- io что угол между осями смежных катушечо нических и рабочих характеристик мно- ных групп обмотки, а следовательно, госкоростного двигателя с индукцион- и Угол смещениЯ, векторов ЗДС в этих ным сопротивлением в цепи фазного ро- катУшечных гРУппах пРи их согласном тора .. включении в фазах при 2р = 8 равен указанная цель достигается тем,, ":ри 2р 9 при Р что в Роторе, содержащем магнитопро- " 60 и пРи 2Р = 2 - 30 эл Рад. вод с размещенной на нем обамоткой, Индукционное сопЯо™вление выпол" состоящей из двенадцати одинаковых . нено из шес™ катушек с массивными катушечных групп, соединенных в две феРРомагнитными сеРАечниками и с вызвезды с общей нулевой точкой и с водами из средних точек катушек. Надвумя смежными параллельно включенны- чала и концы катушек индукционного мика туше ч ными группами,две смежныесопротивлениЯсоеДинень с вы воДами параллельные катушечные группы в каж- Двух смежных катушечных групп фазы дой фазе Обеих звезд Обмотки ротора Обмотки РОТОРа, а вывоДы из сРеДНИХ соединены между собой согласно и . очек катушек индукционного сопроподключены к началу и концу катушки " тивления соединены между собой индукционного сопротивления а средние точки всех катушек индукционного Включение катушки индукционного сопротивления соединены между собой. сопротивления между двумя смежными :

На фиг. 1 представлена схема сое-,,катушечными Группами обмотки ротора динения элементов обмотки ротора (OP) обеспечивает протекание всего тока 30 и индукционного сопротивления (ИС) ротора по индукционному сопротивледля отношения чисел пар полюсов ниюо т е по этому сопротивлению

1:2:3:4; на фиг. 2 - развернутая схе- протекают как встречные, так и сома соединения обмотки ротора и индук- гласные составляющие токов в паралционного сопротивления многоскорост- З5 лельных ветвях фазы обмотки ротора, ного асинхронного двигателя с числа- Обусловленные смещение векторов ЗдС ми полюсов 2,4,6,8 для 2. = 48. в смежных катушечных группах этих ветвей. Электрическая цепь для

Трехфазная многоскоростная обмот- . встречных составляющих токов обеспе- ка ротора с отношением чисел пар по- 40 .чивается соединением между собой нулюсов 1:2:3:4 состоит из 12 одинако- левых точек обеих звезд обмотки ро. вых катушечных групп, равномерно,рас- тора и выводов из средних точек ка-. пределенных по окружности ротора. тушек индукционного сопротивления.

Катушечные группы соединены в две звезды с общей нулевой точкой и с 45 Согласные составляющие токов, продвумя смежными параллельно включен- текающие по катушкам индукционного ными -катушечными группами в каждой . сопротивления, создают ампервитки нафазе звезды. Порядковые номера кат;:- магничивания и определяют величину шечных групп первой звезды 1-2, 5-6, индукционного сопротивления, вводимо9-10, а второй звезды - 3-4, 7-8, 50 lo B цепь ротора. Встречные составляю11-12, Катушечные группы в параллель- щие токов не создают ампервитков наных ветвях каждой фазы обеих звезд маГничивания, поскольку они взаимно обмотки включены между собой (фиг.2). компенсируются, т.е. катушка индукционного сопротивления является для

Распределение катушечных групп по 55 них бифилляром. Таким образом, в рофазным зонам для чисел полюсов 8, 6, торе значение индукционного сопротив.4 и 2 осуществляется следующим спо- ления возрастает при увеличении сособом: гласных составляющих токов.

1026247

- к»,мь Ф мъ |ар»е еэ> ч« ;». 1 ч> в, ф « сэ, ъ»

Чъ м » » ь ф4; ю»

Put Р

ВНИИПИ Заказ 4Я72/46 Тираж 68> Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.. Проектная, Для улучшения характеристик двигателя соединение двух смежных катушечных групп в фазе обмотки ротора принято согласным, что обеспечивает максимальные значений согласных со1 ставляющих токов, а следовательно, и наибольшее значение вводимого в цепь ротора индукционного сопротивления при наименьшем числе полюсов.

По мере увеличения числа полюсов угол смещения векторов ЭДС в катушечных группах фазы обмотки ротора возрастает, уменьшаются согласные составляющие токов, уменьшается сопротивление в цепи ротора, Введение в цепь ротора индукционного сопротивления, возрастающего с уменьшением числа полюсов, обуславливает снижение пусковых токов и повышение пусковых моментов двигателя при малых значениях чисел пар полюсов и улучшение рабочих характеристик, повышение развиваемого двигателем момента при .больших числах полюсоз.

Схема соединения четырехскоростной обмотки ротора и индукционного сопротивления, в которой по индукционному сопротивлению протекает полный ток ротора, обеспечивает улучшение

Ь гармонического состава магнитного поля двигателя, снижение моментов и потерь от высших гармонических, улучшение механических и рабочих характеристик двигателя.

В роторе достигается вынос потерь скольжения из рабочего объема машины с помощью индукционного сопротивления при четырех значениях чисел полюсов без переключений в роторной цепи.

Наличие четырех ступеней частоты вращения уменьшает потери скольжения в заданном диапазоне регулирования, обеспечивает уменьшение потерь сколь"

15 жения, улучшение энергетических показателей двщ-ателя. Бесконтактное изменение величины вводимого в цепь ротора индукционного сопротивления при изменении числа полюсов приводит к

>0 улучшению пусковых и рабочих характеристик двигателя, Применение предлагаемого ротора позволит примерно в два раза снизить потери скольжения, значительно повы 5 сить использование габарита и расширить диапазон экономического регулирования частоты вращения двигателя в 1,5-2 раза по сравнению с базовыми двигателями °