Электромашинная трехфазно-однофазная совмещенная обмотка якоря

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения коэффициента дифференциального рассеяния для полюсности P<SB POS="POST">1</SB>=2. Обмотка выполнена в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам Y<SB POS="POST">NI</SB>=10-2(I-1) для групп второй, шестой, десятой и Y<SB POS="POST">NK</SB>=11-2(K-1) для остальных групп, где I=1-3 и K=1-4 - номера катушек в группах, соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности P<SB POS="POST">1</SB>=2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности P<SB POS="POST">2</SB>=6 от их нулевых точек. Первая фаза содержит группы первую, четвертую, седьмую, десятую, и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях каждой фазы включены для ее групп катушки с номерами K=2 - ветвь первой звезды, K=4 и K=3 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ()!) 19 А1 п»4 Н 02 К 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4281369/24-07 (22) 13.07.87 (46) 15.07.89. Бюл. М 26 (75) В.И.Попон (53) 621 313.333.2.045.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 243033, кл. Н 02 К 3/00, !973.

Попов В.И.Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, М 11, с. 36-43.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1062827, кл. Н 02 К 3/28, 1983. (54) ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА ЯКОРЯ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения коэффициента дифференциального рассеяния для полюсности р =2. Обмотка выполне( на в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с днухслойными концентрическими катушками с шагаИзобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроноде и может применяться, например, в синхронных машинах с системой нозбуждения от третьей гармонической поля, Целью изобретения является улучшение электромагнитных параметров обмотки путем повышения обмоточных коэффи-.

2 ми по пазам у, =10-2(i-1) для групп

nl второй, шестой, десятой и у„„ = 11

-2(k !) для остальных групп, где

=1-3 и k=1-4 — номера катушек в группах, соединена н дне параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р =2 и дополни< тельными однофазными зажимами для полюсности р =6 от их нуленнх точек.

Первая фаза содержит группы первую, четвертую„седьмую, десятую, и их катушки включены последовательно н ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных Для двух других фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами н четыре и н восемь групп. В ветвях каждой фазы включены для ее групп катушки с номерами k=2 — ветвь первой звезды, k=4 и k=3 — н ветвь второй звезды, а остальные катушки — в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл. циентов и снижения коэффициента дифференциального рассеяния для полюсности р) =2 °

На фиг.1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 — схема чередования фазных эон для полюсности р, 2; на фиг.3 — схема соединений фазы, на фиг.4 и 5 — диаграммы сдвига осей катушечных групп для плотности р<2 и р =6; на фиг.6 — многоугольник

I 4 94 11

ЭДС ветвей фазы для р1 =2 равны: ветви С l -01 0,951 ) (I+2cosk) W<=

2,8427 W„, ветви С1-02 0,6428С.1+

+2cosag + 0,7431 J W„= 2,6684 W„, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,7586 W<; ветви CI-CI (0,9994 + 0,8290) (I+

Г1ДС для полюсности р =2 при с = 1,0

1 (наружный) и С=0,5 (внутренний), Обмотка (фиг.l) выполнена двухслойной в 45 пазах с номерами от 1 до 45 из 12 катушечных групп с номерами от

IГ до 12Г с концентрическими катушками с шагами по пазам у, =10-2(i-1)=

=10, 8, 6 для групп 25, 65, 105,и у„„ 11-2(k-l)=11, 9, 7, 5 для осталь- 0 ных групп, где i=1-3; k=1 -4 — номера катушек в трех- и четырехкатушечных группах. Обмотка соединена в две параллельные трехфаэные звезды с трехфазными зажимами Cl, С2, СЗ для 5 р =2 и дополнительными однофазными

1 зажимами 01-02 для р =6 от их нулевых

2 точек. Первая фаза содержит группы

I Г, 4Г, 7Г, 1ОГ, а для двух других фаз их номера чередуются относитель — 20 но первой фазы с интервалами н четыре и в восемь групп. В ветвях каждой фазы включены последовательно для ее групп катушки с номерами k=2 — в ветвь парной звезды, k=4 и i=3 — в ветвь второй звезды, а остальные катушки — н дополнительную ветвь, на— чало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Оси соседних групп смещены на углы, эл. град..

60 + ог, для р, =2 (фиг.4;

4 ) и 180 + Зр для р =6 (фиг.5), 35 где 45/12 3,75 — число пазов на полюс и фазу. Их векторы образуют трехфазную симметричную систему для р1 =2 и однофазную систему с тремя ветнями для р 6. На фиг.l верхний ряд стре- о10 лок, показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через Cl, С2, C3 (pt =2), а нижний ряд — направления однофаэного тока при питании обмотки через 01 -02 (р2 =6). ЭДС ка- 45 тушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К 2 = sin(i° у„/11,25) и К = в п(7 у„!3,75), где 45/4= II,35 и 45/12=3,75 — полюсные деления для р,=2 и р =6. 50

4

+2cosg+ 0,9848 + 0,8988)с У =

7,3599 с W<. ЭДС фазы равна (7,3599 с + 2,7586) W y, при числе нитггсн фазы (8с+3,3,5) W, тогда при C=I,О получаем К -10,1)85/11,5= — 0,8799; для ЭДС фазы, меньшей в

3 раза, получаем (7,3599с +

+ 2,7586)= 10,1185/+3 откуда находим с=0,42 и Kosz = 5, 84 98/6, 26=

=0,8527; при C=0,5 получаем К sz =

0,8585.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности р

=6 не зависит от коэффициента С и равна ((0,5878 + 0,8660) ° (I+2cos3aO+

+ 0,5878(W = 4,8857Wq при числе витков этой цепи, равном 7W „, тогда обмоточный коэффициент равен

4,8857/7=0,6980. При изменении коэфо фициента С сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз изменяют обратно пропорционально коэффициенту С, вследствие чего сохраняется одинаковым для всех пазов коэффициент заполнения медью. По сравнению с известной обмоткой, для котороН о62 0,840 и Kose 0,665, предлагаемая обмотка имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов: в 0,8799/0,840=1,048 раза выше для р,=2 и в 0,6980/0,665=1,05 раза выше для р =6, что улучшает электромагнитные параметры разнополюсных цепей обмотки °

На фиг.2 фазные эоны обмотки для р =2 обозначены как А-Z-В-Х-С-У, их векторы показаны н центре фиг.6; фиг.2 и 6 имеют нумерацию от 1 до

45 пазов и пазовых точек, а на фиг,2 кружочками отмечены пазы, н которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемых вдвое большим током, чем катушки ветвей эвезд . При с=1,0 среднее значение тока паза равно 8.2+7/3/45=69/45.

На фиг.6 для построений использована нспомогательная треугольная сетка, сторона которой принята за единицу

4 длины, откуда определяем; khz=4245/45— квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника ГЩС при С=I,О;

2 69 2 (--,—. 0,8799) = 93,369512 — квад2t рат радиуса окружности для оснонной

2 2 гармонической ГЩС; 5<2 =(R /К

-1) 100 1,03231 — коэффициент дифференциального рассеяния. Аналог ичным образом при С=0,5 по внутреннему мно15

30

Число витков катушек

Номера катушечных групп

О, 9994

О, 9511

0,8290

0,6428

0,9848

0,8988

0,7431

-О, 9945

-0,5878

0,2079

0,8660

-0,8660

-0,2079

0,5878

cW„

Ых

cW„

1 х

11

7

1Г, ЗГ, 4Г, 5Г, 7Г, 8Г, 9Г, 11Г, 12Г

2Г, 6Г, 10Г

cWl, 14941 гоугольник у МДС фиг. 6 определяем („=

=1,222Х. Таким образом, по сравнению с обмоткой по прототипу, для которой

37., предлагаемая обмотка имеет значительно меньшее дифференциальное рассеяние, вследствие чего напряжение генератора с такой обмоткой имеет меньший коэффициент нелинейных искажений и лучшую форму кривой.

1О

Предлагаемая обмотка может применяться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической поля. Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины, что упрощает конструкцию и изг >товление машины, снижает расход меди и изоляции на якоре, повышает надежность работы машины.

Формула изобретения

Электромашинная трехфазно-однофазная совмещенная обмотка якоря, например синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 45 пазах из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, 1ОГ выполнены из трех концентрических катушек с шагами по пазам у =

10-2(i-1), остальные катушечные группы выполнены из четырех концен грических катушек с шагами по пазам

19

6 у = 11-2(k-1), катушечные группы уло. жены в 45 пазов с номерами от 1 "o

45, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1, 5, 8, 12, 16, 20, 23, 27, 31, 35, 38, 42 соответственно, катушки соединены в две параллельные трехфаэные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены иэ нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групП включены в ветвях встречно относительно катушек нечетных групп, а номера групп фаэ чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй в восемь групп для фазы -,ретьей, отличающаяся тем, что, с целью уЛучшения электромагнитных параметров для каждой полюсности путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния для полюсности р, в первую фазу

Э первой звезды включены вторые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп

1Г, 4Г, 7Г и третья катушка катушечной группы !ОГ, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, гдс

i=I, 2, 3; k 1, 2, 3, 4.

1494119

1494 l l 9 г1

Составитель А.Кецарис

Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Редактор И.Рыбченко

Заказ 4123/51

Тираж 646

Подпис ное

ВНИИПИ Государственного коми ого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Па " У атент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101