Электромашинная трехфазно-однофазная обмотка

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента для полюсности P<SB POS="POST">2</SB> и уменьшения дифференциального рассеяния для полюсности P<SB POS="POST">1</SB>=2. Обмотка выполнена в 39 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>=9-2(K-1) для остальных групп, где I=1-4 и K=1-3 - номера катушек в группах, соединена в три 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. Фаза первая 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. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других одинаковых с первой фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях первой фазы включены для ее групп катушки с номерами K=1 групп первой, седьмой и I=1 - в ветвь первой звезды, K=3 и I=4 - в ветвь второй звезды, K=1 группы четвертой и I=2, 3 - в ветвь третьей звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ( (g1) 4 Н 02 К 3/28

ВСЕС9ЮЗНАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295458/24-07 (22) 12.08.87 (46) 15.07.89, Бюл. У 26 (75) В.И.Попов (53) 621.313.333.2.045.58(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 655027; кл. Н 02 К 3/28, 1979.

Авторское свидетельство СССР !! 1124400, кл..Н 02 К 3/28, 1984, (54) ЭЛЕКТРОМАНИННАЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электро,машиностроению. Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного

,коэффициента для полюсности р и уменьшения дифференциального рассея ния для полюсности р =2. Обмотка вы полнена в 39 пазах иэ двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по лазам y„; 10-2(i-l) ля о груПп второй, шестой, десятой и уя„ 9-2(k-1) для остальных групп, где

i 1-4 и kil-Ъ вЂ” номера катушек в

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.

Целью изобретения является улуч.шение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициен2 группах, соединена в триопараллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р„ =2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности р =б от их нулевых точек.

Фаза первая 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. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относитель— но нечетных. Для двух других одинаковых с первой фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп.

В ветвях первой фазы включены для ее групп катушки с номерами k=! групп первой, седьмой и i=-! — в ветвь первой звезды, !с=3 и =4 — в ветвь второй звезды, k l группы четвертой и

i-=2,3 — в ветвь третьей звезды, а остальные катушки — в дополнительную ветвь. 6 ил. 1 табл, тов для полюсности р и снижения дифференциального рассеяния для полюсности р4.

На фиг.l изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 — чередования ее фазных эон для полюсности р1=2; на фиг ° 3 †. упрощенная схема соединений ее фазы; на фиг.4 н 5 диаграммы сдвига осей катушечных групп для р1=2 (фиг,4) и р =6 (фиг.5); на фиг.6 — многоугольник ИДС для

Ра =2.

14941

Обмотка (фиг. 1) выполнена н 39 пазах с номерами от l до 30 из 12 катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими двухслой5 ными катушками с шагами по паэам у,; =10-2(i-l)=10, 8, 6, 4 для групп

2Г, 6Г, 10Г и у„„=9-2(k l)=9, 7, 5 для остальных групп, где i=1 4 и

k--1-3 — номера катушек в четырех в и 10 трехкатушечных группах. Она соединена в три параллельные трехфаэные звезды с трехфаэными зажимами Cl, С2, СЗ для p„ =2, допопнительными однофаэными зажимами 01-02 для р =6 от нулевых 15 точек первой и второй эвезд, допо нительным зажимом О от нулевой точки третьей звезды. Фаза первая содержит

r ðóïïû 1Г, 4Г, 6Г, 1ОГ, а для двух других одинаковых с первой фаэ их но- 20 мера чередуются относительно первой фахы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях первой фазы включены последовательно для ее групп катушки номерами k=1 групп первой, седьмой и д=1 — в ветвь первой звезды, k--3 и i=4 — в ветвь второй звезды, k=1 группы четвертой и i=2,3 в ветвь третьей звезды, а остальные . катушки — в дополнительную ветвь, ее З0 начало образует зажим фазы, а конец подключен к началам ветвей эвезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Оси соседних групп смещены на углы (в эл.град.) 60 + о(для р, =2 (фиг,4; s(=15 /q) и 180 + 3 d для р =6 (фиг.5), где q = 39/(3)4)=

=3,25 — число пазов на полюс и фазу.

Их вектора образуют трехфазную сим- ф0 метричную систему для р) =2 и однофазную систему с тремя ветвями для р)=6. На фиг.р1 верхний ряд стрелок показывает найравления трехфазного тока при питании обмотки через Cl, 45

С2, С3 (р)=2), а нижний ряд — направления однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (р =6). ЭДС катушек пропорциональны их коэффи.), циентам укорочения К92 =sini,f у))/9,75) 50 и К) 6 =sin(n у /3,25), где 39/4= 9)75 и 39/12=3,25 — полюсные деления для р,=2 и р6=6 (см. таблицу).

ЭДС ветвей фазы (фиг. 3) для р, 2 (фиг.4) равны: ветви C l -01

I (2 ° 0,9927 cos Ы + 0,9992) Ия

2,9782 W<, ветви Сl -02

10)7212(1 +2сова() + О 60071 Ык=

22 4

2 7596 Wg, ветви Cl -0 — (0,9927 +

+ 0,9605 + 0)8230) И»= 2,7762 Wa) т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,8380 Wq ветви С1-01 — 0,9035(1+ХсозЫ) cW< =

2,7046 cWg. ЭДС фазы ранна (2,7046 с + 2,8380)Ww при числе витков фазы равном (3с +10/3)WÄ и тогда при с--1,0 получаем Ко

5,5426/(19/3)= 0,875?; для ЭДС фазы н 3 раза большей получаем (2,7046 с + 2,8380)= 13 .5,5426, откуда определяем с=2,5 и К р = — 9,5995/(32,5/3)= 0,8861; при c=l/3 по )учащем К = 0,8630, что соответствует обычной двухслойной обмотке с

q=3,25 пр) среднем шаге катушек по вазам у„ =7. .с о

ЭДС цепи 01-02 для полюсности р =6 не зависит от коэффициента с и равна ((О, 9350+0, 6631) (1+2созЗЫ) +

+ О, 9921) W»,= 5,6935 W» при числе витков этой цепи равном 7Wq и тогда обмоточный коэффициент равен К

=5, 6935/7=0, 8134. Сечение провода катушек дополнительных ветвей фаэ следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с, что обеспечивает для всех пазов одинаковый коэффициент заполнения медью.

По сравнению с обмоткой, для которой Ко = 0,90 и Ksp< = 0,706, обмотка по фиг. 1 имеет в 0,8134/0,706=

=1,153 раза лучший обмоточный коэффициент для р =6. Кроме того, она имеет расШиренные функциональные возможности, так как допускает подключе— ние как трехфазной, так и однофазной (между зажимом О и одним из зажимов

Cl, С2, СЗ) генераторной нагрузки.

Разнополюсные цепи обмотки электромагнитно независимы (практически), т.е. поле с р„=2 не наводит ЭДС на зажимах 01-02, а поле с р -=6 не наводит ЭДС на линейных зажимах

Cl, С2, СЗ. а

На фиг.2 чередования фазных зон для р, =2 обозначены как А-Z-В-X-С-Y и их вектора изображены в центре фиг.6; цифрами от 1 до 39 пронумерованы пазы (фиг. 2) и пазовые точки многоугольника (фиг. 6) . многоугольник треугольной сетки сторона котоd рой принята эа единицу длины, откуда определяем: К =2529/39 — квадрат

9 среднего радиуса пазовых точек R =

Д

) Ф (57 О, 8752/2 Ir) =28, 6940 — квадрат

1494122

Число витков катушек

Номера катушечных групп

Ветви фазы

ЧФ

Ч6 уи

О, 9927 -О, 9350 W„Ïåðâàÿ

О, 9035 -О, 2393 сЫ + До полн .

О 7212 0 6631 W g Вторая

IГ, ЗГ, 4Г, 5Г

7Г, 8Г, 9Г, 9

5 радиуса окружности для основной гармонической WC, где (3 3+10) 3/39=

=57/39 — значение среднего тока паза; б <=(Rq/Кр -1) 100=2,868X — коэф2 фициент дифференциального рассеяния, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее ЩС высших (и низших) гармонических.

При с=l/3 аналогичным образом опреде- 10 ляем б, =1,6037.. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет в (1,52,0) раза меньше коэффициент б р, вследствие чего при применении такой обмотки в синхронном генераторе снижается коэффициент нелинейных искаже— ний и улучшается форма кривой выходного напряжения (линейного).

Предлагаемая обмотка может применяться в синхронных генераторах с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля (пятого габарита пр числе пазов якоря равном 39). Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной маши- 25 ны: основной с полюсностью р =2 и до( полнительной с попюсностью р = 6, которая занимает 25/ площади паза якоря. Применение совмещенной обмотки на якоре в синхронных машинах характеризуется следующим положительным эффектом: упрощается конструкция машины и технология ее изготовления; уменьшается расход меди и изоляции на якоре; уменьшаются перегревы на якоре и увеличивается надежность работы машины. Предлагаемая обмотка позволяет согласовывать параметры раэнополюсных цепей при применении ее на трехфазные напряжения 400 и

230 В при сохранении параметров цепи возбуждения машины одинаковыми для каждого напряжения.

Формула изобретения 45

Электромашинная трехфаэно-однофазная обмотка, напрь ер для синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической ма) нитного поля, выполненная в 39 пазах с номерами от 1 до 39 иэ двенадпати катушечных групп с номерами от IГ до 121, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, 10I выполнены иэ четырех концентрических катушек с шагами по пазам

y=I0-2(i-l), остальные катушечные группы выполнены иэ трех концентрических катушек с шагами по пазам у =9-2(k-l), причем начала катушечных групп от !Г до 12Г уложены в пазы

l. 4, 8, 11, 14, 17, 21, 24, 27, 30, 34, 37 соответственно, катушки соединены в паоаллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ,ветви подключен к точке соединения одноименных фаэ звезд, выводы выполнены из нулевых точек эвезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно катушек нечетных групп, а номера групп фаз чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй и в восемь групп для фазы третьей, отличающаяся тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента для полюсности р и уменьшения дифференциального рассеяния для полюсности р, число трехфазных звезд выполнено равным трем, а в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп IГ, 7Г, IОГ, в первую фазу второй звезды включены третья и четвертая катушки катушечных групп IГ, 4Г, 7Г, IОГ, в первую фазу третьей звезды включены первая катушка катушечной группы 4Г и вторая и третья катушки катушечной группы IОГ, в первую дополнительную ветвь включены вторые катушки катушечных групп IГ, 4Г, 7Г, где i I, 2, 3, 4; k=1, 2, 3 — номера катушек.

1494122

Продолжение таблицы е 1

11Г, 12Г

2Г, 6Г, 10Г

Первая

Третья

Вторая

Ик

Для групп Г4, Г8, Г12 — в третью ветвь.

1ll 1Г 1Г 3Г ЧГ 5Г б7 1l 8Г gl Юl 11Г

Се Яе

° O °

° ° g ° С pe 4 е Уе 8 )(е Со 9 0 Я

3 Х 7 У 11 13 6 17 1У lf И 5 ll 2У Л N 35 81 ЗУ

Фиг.2

l0

6

0,9992

0,9605

0,8230

0,6007

-0,9921

-0,6631)

0,2393 1

0,9350 1 Я1494122 о о ог

Фиг.3

15

Фиг.б

Составитель А.Кецарис

Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Редактор О.Спесивых

Заказ 4123/51 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Х 2F фиг. Ч

2l

И

2К

If Z

3К Ж

Фиг. 5