Трехфазная трехскоростная полюсопереключаемая обмотка машин переменного тока

 

ТРЕХФАЗНАЯ ТРЕХСКОРОСТНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, -состоящая из двенадцати основных одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шесть дополнительньдх катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2, 4, б, в, 10, 12, в которой основные четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с поря Гковымй номерами 1-7, 9-3, 5-11,и подключены средними точками к точкам соединения двух четных катушечных о групп в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушек 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8 Б точках соединения , причем четные и начетные катушечные группЪ в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушечными группами, о т л и Ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения, повышения использования обмотки, и улучшения характеристик двигателя, основная часть обмотки выполняется из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двумя катушками в каждой катушечной группе, а дополнительные катушки с порядковыми номерами, 2, 4, б, 8, 10, 12выполнены fS с числом в.итков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнение с катушками основных катушечных групп, соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп с порндковьа и номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечньл1 группам включены согласно дополнительные с порядковыми номе.рами встречно-катуыки с порядковыми номерами 2,6,10, а выводами :д обмотки для числа пар полюсов р 2 являются В.ЫВОДЫ из точек соединения : основных катушечных групп 1-7-4-10, 00 3-9-6-12, 5-11-2-8, для р 4-объединенные выводы из катушечных групп 1 и 7, 9 и 3;; 5 и 11, а для р 3 объединенные выводы иэ катушечных групп If 9, 5 и .7j 3, 11 и вывод из начальной точки последовательно сое;диненных дополнитель{Ш х катушек .

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19(SU(IIl

3(5Н Н 02 К 17/14 (ССУДА СТ ЕНН) )Й HOMmET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ)ТИЙ ( (21) 3436364/24-07 (22) 14.05.82 (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72) Г.M.Êèðè÷åê (71) Институт электродинамики AH украинской CCP (53) 621 . 31 3 . 333 . 2 . 045 ° 58 (088 .8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 70232, кл. Н 02 К 3/28, 1.934.

2. Авторское свидетельство, СССР

Р 467434, кл. Н 02 К 3/26, 1972.

3„ Авторское свидетельство СССР

Р 655028, кл. H 02 К 3/26, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР по заяэке Р 3321560/07, кл. Н 02 К 3/28> 1981. (54) (57) ТРЕХФАЗНАЯ ТРЕХСКОРОСТНАЯ

ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА МАШИН

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, состояцая из двенадцати основных одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шесть до- полнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2

4, 6, 8, 10, 12, в которой основные четные катушечные группы соединены между собой s три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с поряд ковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11 и подключены средними точками к точкам соединения двух четных катушечных о групп в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушек 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11 — 2-8 в точках соединения, причем четные и нечетные катушечные группы в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушечными группами, о т л и "ч а ю ш а я с я тем, что, с целью расширения области применения, повышения использования обмотки. и улучшения характеристик двигателя, основная часть обмотки выполняется из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двумя катушками в каждой катушечной груп; †.е, а дополнительные катушки с порядковыми номерами, 2, 4, 6, 8, 10, 12 выполнены щ

Ф с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп, соединены между co- („ бой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных Я групп с порядковыми номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечным группам включены согласно дополнительные катушки с порядковыми номерами 4 8,12 и встречно-катушки с порядковыми номерами 2,6,10, а выводами

/ Ф обмотки для числа пар полюсов р =2 являются выводы из точек соединения основных катушечных групп 1-7- 4-10,3-9-6-12, 5-11 — 2-8, для р =4-объединенные выводы из катушечных групп

1 и 7, 9 и 3..; 5 и 11, а для Р =3 объединенные выводы из катушечных групп 1, 9, 5 и 7, 3, 11 и вывод из начальной точки последовательно сое.диненных дополнительных катушек, 1045333

Изобретение относится к многоскоростным полюсопвреключаемым обмоткам электрических машин переменного тока.

Известна трехфаэная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсон 2:3:4 (1), 5

Обмотка имеет большое число выводов на переключатель частоты вращения (15 выводов), что .Усложняет переключающую аппаратуру.

Известна трехфазная полюсопере- )0 ключаемая обмотка машин переменного тока для отношения чисел пар.полюсон

2:3:4, состоящая иэ 12 одинаковых катушечных групп, соединенных Т-образно с тремя параллельными ветвями.

Для переключения частот вращения используются 11 выводов (2).

Недостатками данной обмотки являются сравнительно большое число выводов и несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.

Известна трехфазная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, содержащая 12 ка.тушечных групп, соединенных Т-образно с тремя параллельными ветвями. В обмотке обеспечивается уменьшение числа выводов путем отключения двух катушс".чных групп при числе полюсов, кратном трем, без существенного снижения развиваемой двигателем мощности. Обмотка выполняется в машинах с числом пазов, кратном 12, и имеет 10 вынодов на переключатель частоты вращения (3).

Недостатком данной об лоткИ являет- 35 ся несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому результату к предлагаемой является трехфазная 40 трехскоростная обмотка, которая выполняется из двенадцати основных одинаковых катушек, равномерно распределенных по расточке машины и шести дополнительных катушек, концентри-45 чески расположенных по отношению к четным катушкам и обозначенных соответственно порядковыми номерами; 2

4,6,8,10,12, в которой основные четные катушки соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушками в каж(цой ветви, порядковые номера которых

10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушки соединены между собой по дне встречно с порядковыми номерами 1 7, 9-3, 5-11. 1очки соединения нечетных катушек соецинены со средними точками параллельных ветвей, образованных нечетньнли катушками, к которым подключены дополнительные катушки 4, 8, 60

12 а дополнительные катушки 2, б, / / / /

10 соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушек 4-12-8. Обмотка однослойная, имеет 10 выводов и не- 65 зависимые входы для двух полюсностеи.

Она выполнима при числе разов Е-36 и кратном 36 (4).

Недостатком данной обмотки являет ся ограниченная область применения по числу пазов и сравнительно низкое использование обмоточной меди, составляющее 66,6Ъ при числах пар полюсов.р =3 и р =4, что снижает использование габарита двигателя, ухудшает его характеристики.

Цель изобретения — расширение области применения для числа пазов

Z=60, повышение использования обмотки и улучшение характеристик двигателя.

Указанная цель достигается тем, что трехфазная трехскоростная полю/ с о переключаемая обглотк а машин переменного тока, состоящая из двенадцати одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шесть дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2, 4, б, .8, /

10, 12, н которой основные четные

/ / катушечные группы соединены между собой н, три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с порядковыми номерами 1-7„ 9-3, 5-11 и подключены средними точками к точкам соединения днух четных катушечных групп в параллельных ветвях с поряд,ковыми номерами катушек 1 — 7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8 в †.очках соединения, причем четные и. нечетные катушечные группы в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушеч-ными группами, основная. ч — ñòü обмотки выполняется из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двумя катушками н каждой группе, равномерно распределенных по расточке машины, а дополнительные катушки с порядковыми номерами 2, 4, б, 8, 10, 12, концентрически расположенные по отношению к основным четным катушечным группам, выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп, соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп с порядковыми номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечным группам нключены согласно дополнительные катуш/ ки с порядковыми номерами 4, 8 12 и встречно — катушки с порядковыми номерами 2, о, О, а выводами обмот1

1045331 ки для числа пар полюсон р =2 являют" ся выводы из точек соединения основ" них катушечных групп 1-7-4-10, -3-9-6-12, 5-11-2-8 и для р =4.объединенные выводы из катушечных групп

1 и .7, 9 и 3, 5 и 1 1, а для р =3 объединенные ныноды из катушвчных групп

1, 9, 5 и 7, 3, 11 и нынад из началь ной точки последовательно соединенных дополнитвльных катушек.

На фиг. 1 представлена схема соединения элементон трвхфазной трехскоростной обмотки с отношением чисел нар полюсов 2:3:4; на фиг. 2 — разнернутая схема трехфазной трехскоростной полюсопереключаемой обмотки с числами полюсон 4, б, 8 для 2=60. . Трехфазная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов

2:3:4 содержит двенадцать оснонных катушечных групп и шесть дополнительных катушек. Основные катушечные группы одинаковы, равномерно распределены по расточке машины и .содержат по дне концентрически расположенные катушки. По отношению к основным четным катушечным группам концентричес- ки расположены дополнительные катушки обмотки, обозначенные соотнетст/ / / . ненно порядковыми номерами 2, 4, 6, . 8, .10, 12 (фиг. 2) и выполненные с числом витков н три раза меньшим и сечением меди н три раза большим (намотаны н три провода) IIQ сраннению с катушками основных катушечных групп. Основные четные катушечные группы обмотки соединены между собой н три параллельные нетни с днумя встречно включенными катушечными группами н каждой ветви, порядковые номера которых н ветвях 10-4/ 6-12, 2-8, а основные нечетные катушечные группы соединены по дне встречно с порядковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11, Точки соединения нечетных катушечных групп соединены со средними точками параллельных ветвей, образонанных четными катушечными группами с номерами катушечных групп н точках соединения 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8, причем четные катушечные группы нключены согласно по отношению к нечетным катушечным группам. Все дополни- тельные катушки соединены между собой последовательно и подключены к точке соединвния четных катушечных групп 4-8-12 со.встречным нключением по отношению к этим катушечным группам дополнительных катушек 2, /

6, 10 и согласным. — катушек 4, 8, ! /. /

12 (фиг. 1).

Обмотка имеет десять выводов. Выноды 4 4, 04 С4 сделаны из точек соединения основных катушечных групп

1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8, а нынад 66 из . начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек. Hs аснонных нечетных катушечных групп 1, 9, 5, 7, 3, 11 сделаны выводы, обозначенные соотнетстненно А8(а,,CS) А6,88 (Д6. 8),Сб,св (С6, 8) Сб.

Данная трехскоростная обмотка ныполняется однослойной и применяется для числа пазон 260 и кратного 60Работа днигателя с числами пар полюсон р =2 и р =3 осущестнляется пРи соединенных между собой выводах AS/

30 /A6 88/Дб-CS Аб " выводах Ae/С -He/c -С /С

Это обеспечивает незанисимые входы обмотки для р =2 и р =3 и соединение фаз соответственно н знезду с четырьмя параллельными нетнями и Д-образно с тремя параллельными нетнями..

При Р =2 трехфазное питание подается на ныноды А4, 8 > С4 а при р 3 на соединенные выводы A8(A@- 88/Ag C8/

/Аб / A8 / Сб — 88 / Сб-C81Ñ6 H нынад 86.

При р =4 обмотка соединяется н звезду с двумя параллельными ветвями, а питание подается на соединенные по дна нынода Ae/A(A a/С6,88/дб-88/Еб,C е IA6 C8/06

Схема соединения элементон предлагаемой обмотки обеспечивает симметрию токов и фазах при всех значениях чисел полюсон. При Р ф3 это достигает" ся путем включения н фазу 8 всех дополнительных катушек, которые ныполняются с меньшим шагом по пазам и имеют меньший обмоточный коэффициент по сравнению с основными катушеч" ньяи группами (фиг. 2). Это позноляет получить практически симметричную трехфазную систему ЭДС обмотки для

35 т-образного соединения фаз IIpH p =3/ погрешность которой не пренышает, 1,5%. При р =2 и р =4 симметрия токов н фазах достигается симметричным нключением одинаковых катушечных

40 гРУпп н каждую из фаз обмотки.

Б обмотке получена высокое использонание обмоточной меди, составляюшее 803 (для каждого числа пар полюсон, что при Р =3 и Р 4 на 13,45 ныше,, чем у известных. Это достигну" то благодаря ныпалнению обмотки с отношением обмоточной меди основных катушечных групп и дополнительных катушек, равным 4:1. Обмотка содержит двадцать четыре катушки основных катушечных групп и шесть дополнительных катушек и может быть ныполнена при числе пазон 5 60. Полученное соотношение злементон обмотки, ранное 4:1, является оптимальным для обеспечения одинаконого и наиболее высокого для нвех значений чисел полюсон использования обмоточной меди трехскоростной полюсопереключаемой

60 обмотки с отношением чисел пар полюсон 2:3:4 при наличии десяти нынодон и независимости нходон для двух полюсностей. Так н прототипе соотношение этих элементов равно 2 :1 и 5 использование обмоточной меди при

1045331

Ag/А g

Q Ag

8g Ag

Р 3 и р =4 ниже на 13,4%. Если же выполнить обмотку с отношением элементов, большим 4:1, то при данном схемном решении соединения обмотки не может быть достигнута симметрия токов в Фазах при К 3. 5

Повышение использования обмоточной меди обеспечивает улучшение гармонического состава кривой намагничивающих сил, увеличение развиваемой двигателем мощности и улучшение характеристик двигателя. Приведенная на фиг. 2 обмотка выполнена с двумя концентрически расположенными катуш" ками в каждой катушечной группе .с шагами по пазам катушек <=9. и Ц =7. t5

Эти катушки могут быть выполнейы и с другими шагами по пазам, например, с шагами =11 и g< =9, что обеспечивает повышение индукции в машине при $ =4. Основные катушечные группы щ обмотки могут быть выполнены также с одинаковыми катушками, шаг по пазам которых »«,+ )2 . При этом сохраняется схема соединения элементов и энергетические показатели обмотки, Предлагаемая трехскоростная обмотка отличается простотой конструктивного исполнения, небольшим числом выводов„ высоким использованием обмотки н независимыми входами для чисел пар полюсов р =2 и р =3. Обмотка может найти применение в многоскоростных асинхронных двигателях, в машинах с внутренним каскадом и в ре" гулируемых асинхронных двигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой обмотки будет достигнут благодаря повышению использования обмоточной меди, что обеспечит повышение мощности двигателя при р =3 и

p=4 на 12-15%. Выполнение всех дополнительных катушек обмотки с одинаковым сечением меди позволит снизить трудоемкость изготовления обмотки, Малое число выводов обмотки и независимость входов для двух полюсностей обеспечат, упрощение переключающей аппаратуры, расширение области применения обмотки для машин с внутренним каскадом и других машин специального назначения.В настоящее время в . двигателях с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 применяются две отдель-, ные обмотки, одна из которых двухскоростная.Использование в этих двигателях предлагаемой обмотки позволит увеличить мощность двигателя на 25ЗОЪ,снизить трудоемкость изготовления обмотки на 30-35% по сравнению с базовым двигателем.

1045331

5 Ю 7

2 3 4

1 2 1 М48 Б 9 Q АУ Bg/АБ By А8/4Б ЕУ СУ lАБ ф С

Составитель А.Кецарис

Редактор Е.Папп ТехредМ.Гергель Корректор A-Дзятко

Заказ 7570/56 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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