Трехфазная двухскоростная обмотка электрических машин переменного тока

 

: ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА с отношением чисел пар полюсов 2:3, состоящая из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины |С двумя концентрически расположенными катушками в каждой катушечной ; группе, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в ветвях 1-7, 9-3, 5-11, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения обмотки для числа пазов и улучшения характеристик двигателя, основные катушечные группы обмотки выполнены одинаковыми с отношением витков внутренней и внешней катушек 1:2, а основные четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви с порядковыми номерами , катушечных групп в парешлельных ветвях 2-8, 6-12, 10-4,средние точки которых соединены со средними точками параллельных ветвей нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6-12, 5-11-2-8 и выводами из этих точек для числа пар полюсов , причем в точках сое динения четные катушечные группы включены согласно с нечетными катушечными группами, а по отношению к S четным катушечным группам концентри (Л чески расположены внутри этих групп б дополнительных катушек, обозначенных соответственно порядковыми номерами 2 , 4, 6, 8, 10, 12, которые выполнены с числом витков, в четыре раза меньшим, и сечением меди, в четыре раза большим по сравнению с большей катушкой основных катушечных групп, и соединены между собой пох следовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп 8-12-4, причем по отнесению к этим vl катушечным группам катушки 4, д, 12 СО СП включены согласно, а катушки 2, б, i встречно, а выводами обмотки для числа пар полюсов являются выводы из точек соединения катушечных групп 1-9-5, 7-3-11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (5)) Н 02 К 17/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557726/24-07 (22) 01.03.83 (46) 07. 06 .84 . Бюл. Р 21 (72) Г.М.Киричек (71) Институт электродинамики

АН Украинской CCP (53) 621.313.333.2.045.58(088.8) (56) 1. "-е97нenz Н. Die Wickiungen

elektrisc ier Maschinen . Band III.

Wien, 1954, s. 87-88.

2. Авторское свидетельство СССР

9 440088442233, кл . Н 02 К 3/26, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР

М 508864, кл. Н 02 К 3/28, 1971.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3344524/24-07, кл. Н 02 К 17/14, 1981. (54)(57): ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ

ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА с отношением чисел пар полюсов 2:3, состоящая из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины с двумя концентрически расположенны) ми катушками в каждой катушечной группе, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в ветвях 1-7, 9 — 3, 5-11, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения обмотки для числа пазов 3=48 и улучшения характеристик двигателя, основные катушечные группы обмотки выполнены одинаковыми с отношением витков внутренней и внешней катушек

1:2, а основные четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви с порядковыми номерами . катушечных групп в параллельных ветвях 2-8, 6-12, 10-4,средние точки которых соединены со средними точками параллельных ветвей нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6-12, 5-11-2-8 и выводами из этих точек для числа пар полюсов р=2, причем в точках сое динения четные катушечные группы включены согласно с нечетными катушечными группами, а по отношению к четным катушечным группам концентрически расположены внутри этих групп

6 дополнительных катушек, обозначенных соответственно порядковыми номерами 2, 4, 6, 8, 10, 12, которье выполнены с числом витков, в четыре

; раза меньшим, и сечением меди, в четыре раза большим по сравнению с большей катушкой основных катушечных групп, и соединены между собой по следовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп 8-12-4, причем по отношению к этим катушечным группам катушки 4, д, 12 включены согласно, а катушки 2, 6, 10 — встречно, а выводами обмотки для числа пар полюсов р =3 являются выводы из точек соединения катушечных групп 1-9-5, 7-3-11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек.

1096735

Изобретение относится к многоскоростным полюсопереключаемым обмоткам электрических машин переменного тока.

Известна трехфазная обмотка для двухскоростных машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 2:3., 5 которая формируется как двухфазная и соединяется Т-образно для трехфазного питания при числе пар полюсов, кратном трем (13.

Недостатком обмотки является срав- 10 нительно большое число выводов (10 выводов, необходимых для переключения чисел пар полюсов.

Известна трехфаэная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3, кото-(5 рая выполняется из двенадцами одинаковых катушечных групп, соединенных

Т-образно с тремя параллельными ветвями при числе пар полюсов, кратном трем. B обмотке обеспечивается полное использование обмоточной меди при обоих числах полюсов при сравнительно небольшом числе выводов (8 выводов) на переключатель частоты вращения (23.

Недостатком этой обмотки является несимметрия токов н фазах при Т-образном включении.

Известна трехфазная обмотка с переключением чисел пар полюсов в отношении 2:3, которая выполняется из 30 двенадцати катушечных групп. Нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви, а к средним точкам этих ветвей подключены четные катушечные группы, . 35 три иэ которых соединены параллельно, а три других — последовательно.

Обмотка двухслойная, ранносекционная имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полюсов и обес-4g печивает симметрию токов в фазах (3).

Недостатками обмотки являются сравнительно большое число катушек обмотки и неполное использование (75% обмоточной меди на высшей скорости.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является двухскоростная трехфазная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3.

Обмотка предназначена для числа пазов :,=36 и кратного 36 и содержит двенадцать катушечных групп, каждая из которых выполнена иэ двух концент-. рически расположенных катушек с отношением чисел витков внешней и внут- 55 ренней катушек 1:2. Нечетные катушечные группы соединень между собой н три параллельные ветви с двумя встречно нключенными катушечными группами н каждой параллельной вет- gQ ви, а к средним точкам этих ветвей подключены три четные катушечные группы, соединенные между собой в общей точке, к которой подключены последовательно внутренние катушки 65 трех других четных катук;ечных групп, выполненных с чиспом ниткон, в три раза меньшим, и сечением меди, н три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами, à три внешние катушки этих четных катушеч вЂ, ных групп соединены со средними точками параллельных ветвей, образованных нечетными катушечными группа ли.

Обмотка однослойно-двухслойная, симметричная имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полю— сон (41.

Недостатками известной обмотки являются ограниченная область применения, определяемая числом пазов Z=36 и кратным 36, и некоторое ухудшение характеристик двигателя, обусловленное последовательным включением в фазы обмотки при р =2 трех внешних катушек четных катушечных групп и связанным с этим снижением индукции при данном числе пар полюсов.

Цель изобретения — расширение области применения обмотки для числа пазов И=48 и улучшение характеристик двигателя.

Поставленная цель достигается кем, что в трехфазнои двухскоростной об— мотке электрических машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 2:3, состоящей из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины с двумя концентрически расположенными катушками в каждой катушечной группе, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой н три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группагли в каждой ветви, порядковые номера которых н ветвях 1-7, 9-3 и

5-11, основные катушечные группы обмотки выполнены одинаковыми с отношением чисел витков внутренней и внешней катушек 1:2, а основные .четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами н каждой ветви с порядковыми номерами катушечных групп в параллельных ветвях 2-8, 6-12 и 10-4, средние точки которых соединены со средними точками параллельных ветвей нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6 — 12 и

5-11-2-8 и ныводами иэ этих точек для числа пар полюсов р=2, причем в точках соединения четные катушечные группы включены согласно с. нечетными катушечными группами, а по отношению к четным катушечным группам концентрически. расположены внутри этих групп шесть дополнительных катушек, образо— ванных соответственно порядковыми (номерами 2, 4, 6, 8, 10 и 12, которые выполнены с числом витков; в че1096 тырс раза меньшим, и сечением меди, в четыре раза большим по сравнению с большей катушкой" основных катушечных групп, и соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп

8-12-4, причем по отношению к этим катушечным группам катушки 4, 8 ! и 12 включены согласно, а катуяки б б

2, 6 и 10 — встречно, а вывод;-.ми обмотки для чиела пар полюсов Р=З являются выводы иэ точек соединения катушечных групп 1-9-5 и 7-3-11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных допопнительных катушек. на фиг. 1 представлена схема сое- 1э динения элементов трехфаэной двухскОростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 2:3; на фиг. 2 резвернутая схема трехфазной двухскоростной обмотки с числами полюсов Щ

4 и 6 для числа пазов =48.

Трехфазная двухскоростная обмотка однослойно-двухслойная состоит из двенадцати основных одинаковых катушечных групп и шести дополнительных катушек, концентрически расположенных внутри четных катушечных групп и обозначенных соответственно 2, 4, 6, 8, 10 и 12 . Каждая основная катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с отношением чисел виткон внутренней и внешней катушек, равным

1:2 (фиг. 2) . Основные четные и нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых 1-7, 9-3 и 5-11 в параллельных ветвях нечетных катушечных групп и 40

2-8, 6-12 и 10-4 в параллельных ветвях четных катушечных групп, а средние точки параллельных ветвей катушечных групп соединены со средними точками параллельных групп, образо- 45 вав в точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6-12 и 5-11-2-8 выводы А В С

4 4 4 для числ пар полюсов р =2. При этом в точках соединения четные катушечные группы включены согласно с нечет- 50 ными катушечными группами. Дополнительные катушки обмотки, выполненные с числом витков, в четыре раза меньшим, и сечением меди, н четыре раза большим (намотаны в четыре провода) по сравнению с большей катушкой основных катушечных групп, соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп 8-12-4, причем по отношению к этим катушечным группам ка- 60 тушки 4, 8 и 12 включены согласно, а катушки 2, 6 и 10 встречно. Выводы обмотки для числа пар полюсов р =3

А< и С(,.ныполнены из точек соединения катушечных групп 1 — 9-5 и 7-3-11, 65

4 а вывод В(из начальной точки посббедов атель но соединенных дополнительных (катушек (фиг. 1 ) .

Обмотка имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полюсoB и выполнима при числе пазон,,=48.

Однослойная часть обмотки занимает

75Ъ пазов машины, что значительно упрощает обмотку и снижает трудоемкость изготовления.

На высшей частоте нращения при

Р=-? обмотка соединяется в звезду с

-четырьмя параллельными ветвями. При этом использование обмоточной меди составляет 75Ъ. Симметрия ЭДС и токов в фазах обеспечинается симметричным включением одинаковых катушечньбх групп в каждую из фаз обмотки (фиг.2б

По сравнению с известной обмоткой в предлагаемой обмотке отсутствуют последовательно включенные дополнительные катушки, что повышает индукцию н воздушном зазоре и улучшает характеристики двигателя при р =2. При числе пар полюсов р =3 обмотка соединяется Т вЂ образ с тремя параллельными ветвями. На этой частоте нраще— ния используется 81,2о обмоточной меди и достигается симметрия токов в фазах благодаря включению дополнительных катушек с укороченным шагом по пазам в фазу В (фиг. 1), обуслав— ливающих уменьшение ЭДС этой фазы, необходимое для получения симметрич ной трехфазной системы ЭДС три Т-образном включении обмотки ° При р =3 не используются основные катушечные группы 2, 6 и .10, представляющие три фазные эоны обмотки. Однако этим катушечным группам практически эквивалентны используемые при Р=З шесть одинаковых дополнительных катушек, три из которых 2, 6 и 10 расположены непосредственно в области фазных зон указанных основных катушечных групп, а три других катушки 4, 8 и 12 включены по отношению к этим катушкам встречно, что равносильно принадлежности катушек 4 б 8 и 12 к тем же фаэным зонам.

На фиг. 2 представлена схема обмотки с шагами по пазам катушек основных катушечных групп, равными у =8 и у- =10. При необходимости по2 вьшения индукции при р =2 обмотка может быть выполнена с шагом по пазам катушки с большим содержанием меди, равным у =6. При этом показа—

2 тели обмотки и характеристики двигателя при р=3 останутся неизменными .

По сравнению с известными двухскоростными обмотками данного типа предлагаемая обмотка отличается областью применения, которая определяется числом пазов "=48 и кратным 48, простотой конструкции, уменьшающей трудоемкость изготовления, повышен-ным заполнением пазов обмоточной медью. Обмотка обеспечивает хорошую

1096735 форму кривых намагничивающих сил при обоих числах пар полюсов, имеет минимальное число выводов и независимые входы для каждой полюсности. Обмотка может найти широкое применение (,в многоскоростных двигателях, в машинах с внутренним каскадом, в двигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов.

Экономический эффект от,внедрения предлагаемого изобретения в машинах 10 переменного тока достигается благодаря расширению области применения обмотки. В базовых многоскоростных двигателях новой серии с числом пазов

z=48 для числа пар полюсов P=3 приме- 5 няются отдельные обмотки. Применение полюсопереключаемой обмотки позволяет повысить мощность двигателя в заданном габарите на 25 — 30%. Благодаря увеличению однослойной части обмотки на 12,6% снижается трудоемкость изготовления на 5-7%, повышается заполнение пазов медью. Наличие в обмотке независиьых выводов для каждого числа пар полюсов упрощает переключающую аппаратуру, повышает надежность злектропривода. Кроме того, это позволяет испольэовать предлагаемую обмотку и в двигателях с фазными роторами с числом пазов на роторе

Z=48. Объединив независимые выводы двухскоростной обмотки ротора в три общих вывода и соединив их с тремя контактными кольцами ротора, можно получить две ступени скорости двигателя с фазным ротором без усложнения ° конструкции машины, и таким образом, снизить потери скольжения на 30

35%.

Х

8l

Й

Щ

Ll

pj

Д

Ф

El

gl и

gl

У

9

У ф

Г

У

ВНИИПИ Закаэ 3839/41 Тираж 667 Подписное

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