Трехфазная двухскоростная обмотка

 

ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ ОБМОТКА машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 3:4, состоящая из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, в которой нечетные катушечные группы соединеша , между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения двух нечетных катушечных групп в параллельных ветвях встречно с этими катушечными группами подключены соответственно четьфе катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2, а катзппечные группы 4, 12, 8 вьшолнены с числом витков, в три раза меньшим и сечением меди в три раза болыинм по сравнению с остальными катушечными группами и включены последовательно согласно с катушечными группами 10, 6, 2, в точках их соединения с нечетными катушечными группами, отличающаяся тем, что, с целью расширения области прш енения обмотки для числа пазов Z 60 и улучшения характеристик , каждая основная катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с одинаковыми числами витков в обеих катушках , а по отношению к четным основным катушечным группам концентрически внутри этих групп расположены одинаковые дополнительные катушки , обозначенные соответственно порядко (Л вЬ1ми номерами 2 , 4 , 6 , 8 , 10 , 12 и выполненные с числом витков в три раза меньпшм и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп, которые соединены между собой последовательно и подключены к точке соесо динения четных катушечных групп 10, 4 6, 2, причем по отношению к фтим ;о со катушечным группамсогласно включены катушки 10 , 6 , 2 и встречно катушки 4 , 8, 12, а выводами обмотки для числа полюсов р 4 являются выводы из катушечных rpymt 4, 8, 12 и , . для р 3 вывод|л из точек соединения нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7т11 и вывод и начальной точки соединенных последовательно дополнительных kaтyшeк.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

-SU 1134991

4(51) Н 02 К 17/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13 „.,, (3

ЗМВИЗИВЕМ (21) 3620028/24-07 (22) 13.07.83 (46) 15.01.85. Бюл. И 2 (72) Г.И. Киричек (71) Институт электродинамики АН УССР (53) 621 313.333.2.045.58(088.8) (56) 1. Патент СССР В 9160, кл. Н 02 К 17/14, опублик. 1926.

2. Авторское свидетельства СССР

М 585575, кл. Н 02 К 17/14, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

И 408422, кл. Н 02 К 17/14, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3506628/24-07, кл. Н 02 К 17/14, 1982. (54) (57) ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ

ОБМОТКА машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 3:4, состоящая из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения двух нечетных катушечных групп в параллельных ветвях встречно с этими катушечными группами подключены соответственно четыре катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2, а катушечные группы 4, 12, 8 выполнены с числом витков, в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и включены последовательно согласно с катушечными группами !О, 6, 2„ в точках их соединения с нечетными катушечными группами, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью расширения области применения обмотки для числа пазов Е = 60 и улучшения характеристик, каждая основная катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с одинаковыми числами витков в обеих катушках, а по отношению к четным основным катушечным группам концентрически внутри этих групп расположены одинаковые дополнительные катушки, обозначенные соответственно порядковыми номерами 2, 4, 6, 8, 10, 12 и выполненные с числом витков в три раза меньшим и сечением меди и три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп, которые соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп 10, QQ

6, 2, причем по отношению к витим >, катушечным группам-согласно включены ц катушки 10 6, 2 и встречно катуш- цр ки 4, 8, 12, а выводами обмотки для числа полюсов р 4 являются выводы as катушечных групп 4, 8, 12 и ... для р 3 выводи из точек соединения .нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7-.11 и вывод из начальной точки соединенных последовательно дополнительных катушек.

1134991

Изобретение относится к многоскоростным полюсопереключаемым обмоткам электрических машин переменного тока.

Известна трехфазная обмотка для двухскоростных машин переменного то- 5 ,ка с отношением чисел пар полюсов

3:4, которая при числе полюсов, кратном трем, соединяется Т-образно с тремя параллельными ветвями (1 J, Недостатком этой обмотки является.10 наличие большого числа выводов, используемых при переключении частоты вращения.

Известна трехфазная полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел 15 пар полюсов 3:4,состоящая из двенадцати одинаковых катушечных групп, соединенных Т-образно с тремя параллельными ветвями f2).

Недостатками данной обмотки являют- 20 ся сравнительно большое число выводов на переключатель частоты вращения и несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.

Известна трехфазная двухскоростная 25 обмотка с отношением чисел пар полюсов 3:4, содержащая двенадцать катушечных групп, которые включены между собой Т-образно с тремя параллельными ветвями. Обмотка двухслойная, симмет-30 ричная с независимыми выводами для обоих чисел пар полюсов (3 3.

Недостатками данной обмотки являются сравнительно низкое.использование (75X) обмоточной меди при боль-З5 шем числе полюсов и двухслойное ис.— полнение, усложняющее обмотку.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная двухскоростная обмотка, предназначенная для числа 40 пазов . Z =36 и кратного 36 и содержащая двенадцать катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины. Каждая катушечная группа выполнена из двух концентрически распо-45 ложенных катушек с отношением чисел внтков внутренней и внешней катушек

1:2. Нечетные катушечные группы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви, к средним точкам кото-50 рых подключены встречно с ними три четных катушечных группы, а три других четных катушечных группы выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами. Внешние катушки этих катушечных групп соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп, а внутренние катушки подключены к точкам соединения нечетных ка.ушечных групп в параллельных ветвях.

Обмотка однослойно-двухслойная„ симметричная, имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полюсов (1 ).

Недостатками данной обмотки являются ограниченная область применения, определяемая числами пазов 2 =36 и кратным 36 и неполное использование при р=4 катушечных групп, принадлежащих трем фазным зонам, что несколько ухудшает кривую намагничивающих сил, а следовательно, и характеристики двигателя.

Целью изобретения является расширение области применения обмотки для числа пазов =60 и улучшение характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазной двухскоростной обмотке с отношением чисел пар полюсов

3:4, содержащей двенадцать основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, с двумя 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 параллельной ветви, порядковые номера которых в ветвях 1-7, 9-3, 5-.11, а к точкам соединения двух нечетных катушечных групп в параллельных ветвях встречно с этими катушечными группами подключены соответственно четные катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2, а катушечные группы 4, 12, 8 выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три.раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и включены последовательно согласно с катушечными группами 10, 6,. 2, в точках их соединения с нечетными катушечными группами, каждая основная катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с одинаковыми числами витков в обеих катушках, а по отношению к четным основным катушечным группам концентрически внутри этих: групп расположены одинаковые дополнительные катушки, обозначенные соответст1 венно порядковыми номерами 2, 4, 1134991

6, 8, 10, 12 и выполненные с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп, которые соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп 10, 6, 2, причем по отношению к этим катушечным группам . ( согласно включены катушки 10, 6, 2 1Р и встречно катушки 4, 8, 12, а выводами обмотки для числа пар полюсов р = 4 являются выводы из катушечных

- групп 4, 8, 12 и для р = 3 выводы из точек соединения нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывод из началь, ной точки соединенных последовательно дополнйтельных катушек.

На фиг.1 представлена схема соединения элементов трехфазной двухскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 3:4; на фиг.2 — разверну;тая схема трехфазной двухскоростной обмотки с числами полюсов 6 и 8 для числа пазов Z = 60. .25

Трехфазная двухскоростная обмотка содержит двенадцать основных катушечных групп, шесть дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным 30 группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2, 4, 6, 8, 10, 12 . Каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек З с одинаковыми числами витков в катушках (фиг.2). Нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в 4р каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения двух нечетных катушечных групп в параллельных ветвях подключены встречно с эти-45 ми катушечными группами четные кагушечные группы с порядковыми номерами соответственно 10, 6, 2. Четные катушечные группы обмотки 4, 8, 12 выполнены с числом витков в катушках в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и подключены к точкам соединения четных и нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения. соответственно

1-7-10, 5-11-2, 3-9-6 согласно по отношению к катушечным группам 10-2-6, образовав выводы А8, В8, С8 для числа пар полюсов р = 4. Дополнительные катушки обмотки выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп и подключены последовательно к точке соединения четных катушечных групп

10, 6, 2, причем по отношению к этим ,катушечным группам согласно включены катушки 10, 6, 2, и встречно 4

8 ., 12 . Выводами обмотки для числа

1 ( пар полюсов р = 3 являются выводы А

С из точек соединения нечетных ка6 тушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывод

В6 из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек (фиг. 1) ..

Обмотка имеет по три независимых вывода для обоих чисел пар полюсов и предназначена для числа пазов z =60 и кратного 60. Обмотка выполняется однослойной, что уменьшает число ее элементов, снижает трудоемкость изготовления.

На низшей частоте вращения при р = 4 обмотка соединена в звезду с тремя параллельными ветвями. Последовательное включение катушечных групп

2, 6, 10 при данном числе полюсов обеспечивает одинаковые значения индукций в двигателе при обоих числах пар полюсов. Обмотка симметричная, что достигается симметричным включением в каждую звезду фазы обмотки одинаковых катушечных групп (фиг.2).

Использование обмотки при р = 4 составляет 80Х причем в обмотку включены одинаковые катушечные группы от всех фазных зон, что улучшает гармонический состав кривой намагничивающих сил и характеристики двигателя.

При числе пар полюсов р = 3 обмотка соединяется Т-образно с тремя параллельными ветвями. На этой частоте вращения используется SOX обмоточной меди. Симметрия токов в фазах двигателя достигается благодаря включению в фазу В (фиг.1) дополнительных катушек с укороченным шагом по пазам, обеспечивающих уменьшение ЗДС этой фазы, необходимое для получения симметричной трехфазной системы ЗДС при

Т-образном включении фаз обмотки.

При р = 3 не используются основные катушечные группы 2, 6, 10 представляющие три фазные зоны обмотки. Одна1 t 34991

es 88 ко этим катушечным группам практически эквивалентны используемые при р = 3 шесть дополнительных катушек, три из которых с порядковыми номерами 2, 6, 10 расположены непосред- 5 ственно в области фазных зон указанных катушечных групп, а три других ! катушки с порядковыми номераьж 4

12, 8 включены встречно с катушками 2, 6, 10, что -равносильно выполнению их с удлиненным шагом по лазам и размещению в тех же фазных зонах концентрически по отношению к катушечным группах 2, 6, 10.

По сравнению с известными двухскоростными обмотками данного типа предложенная обмотка отличается областью применения, которая опреде- 20 ляется числом пазов 2 =- 60 и кратным

60. Упрощение конструкции обмотки благодаря однослойному исполнению обеспечивает уменьшение трудоемкости изготовления, повышение заполнения 25 пазов медью. Обмотка обеспечивает улучшение гармонического состава намагничивающих сил при обоих числах пар полюсов, имеет минимальное число выводов и независимые входы для каж- ЗО дой полюсности. Она может найти широкое применение в многоскоростных электродвигателях, в машинах с внутренним каскадом, в двигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов

Экономический эффект от внедрения изобретения в машинах переменного тока достигается благодаря расширению области применения обмотки, носкольку в двигателях с числом пазов у = 60 обмотки с числом пар полюсов р = 3 не применяются как в односкоростном, так и в многоскоростном исполнении из-за конструктивной сложности обмотки. В двигателях с близким числом пазов, равным z= 54, которые являются базовыми, для отношения чисел пар полюсов 3:4 применяются отдельные обмотки. Применение полюсопереключаемой обмотки в базовых двигателях позволяет повысить мощность в заданном габарите на 25-ЗОХ. Благодаря однослойному исполнению предложенной обмотки снижается трудоемкость изготовления на 10-157, повышается заполнение пазов медью. Наличие в обмотке независимых выводов для обоих чисел пар полюсов упрощает переключающую аппаратуру, повышает надежность злектропривода. Кроме того„ это позвопиет использовать данную обмотку и в двигателях с фазными роторами с числом лазов на роторе.Z = 60. Объединяя независимые выводы обеих полюсностей обмотки в три общих вывода и соединяя их с тремя контактными кольцами ротора, можно получить две ступени скорости двигателя с фазным ротором без усложнения конструкции машины, что обеспечивает снижение потерь скольжения на 30-35Х.

1i 34991 6 Ю d

Составитель А. Кецарис

Редактор С. Тимохина Техред С.Мигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 10099/44 Тираж 646 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4