Трехфазно-однофазная якорная совмещенная обмотка

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения в 57 пазах, улучшение параметров путем увеличения обмоточного коэффициентов. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и 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 нулевых точек звезд. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы. Их катушки включены последовательно в ветви звезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных катушечных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера катушечных групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. Вторая, шестая, десятая катушечные группы содержат по четыре катушки с шагами по пазам Y <SB POS="POST">п</SB>I = 14-2 (I-1), а остальные катушечные группы - по пять катушек с Y <SB POS="POST">1</SB>пк = 15-2 (K-1), где I = 1-4 и K = 1-5 - номера катушек в катушечных группах. В ветви каждой фазы включены для ее катушечных групп катушки с номерами к = 1 - в ветвь первой звезды, K = 5 и I = 4 - в ветвь второй звезды, I = 1, 2, 3 - в ветвь третьей звезды, K = 2, 3, 4 - в дополнительную ветвь. Дополнительные зажимы для полюсности P <SB POS="POST">2</SB> выполнены от нулевых точек первой и второй звезд, а нулевая точка третьей звезды образует дополнительный нулевой зажим обмотки. 5 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 149591 (51) 4 Н 02 К 3/28

ВСЕСОЮЗНАЯ

Р11П iLi" 1Ü It.1

Ь -1БЛИ О: :-.-i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4291346/24-07 (22) 28.07.87 (46) 23.07.89. Бюл. У 27 (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.

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

Авторское свидетельство СССР

Р 1124400, кл. Н 02 К 3/28, 1984, (54) ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ ЯКОРНАЯ

СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения расширение области применения путем выполнения в 57 пазах, улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р = 2 и дополнительными однофазными

1 зажимами для полюсности р = 6 от нулевых точек звезд. Первая фаза соИзобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнит ными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с

2 . держит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы. Их катушки включены последовательно в ветви звезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных катушечных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера катушечных групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. Вторая, шестая, десятая катушечные группы содержат по четыре ка тушки с шагами по пазам У я,. 14-2

<(i-1), а остальные катушечные группы — по пять катушек с Уя 15-2

fc

<(k-1), где i = 1-4 и k = 1-5 — номера катушек в катушечных группах.

В ветви каждой фазы включены для ее катушечных групп катушки с номерами — 1 — в ветвь первой звезды, k 5 и i = 4 - в ветвь второй звезды, 1, 2, 3 — в ветвь третьей звезды, k = 2, 3, 4 — в дополнительную ветвь. Дополнительные зажимы для полюсности р т выполнены от нулевых точек первой и второй звезд, а нулевая точка третьей звезды образует дополнительный нулевой зажим обмотки. 5 ил., 1 табл. системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др, Цель изобретения — расширение области применения и функциональных

3 1495910 возможностей путем выполнения в 57 пазах, а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг ° 2 — упрощен- ная схема соединений ее фазы С1; на фиг. 3 и 4 — диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р,=2 и р = 6 соответственно; на фиг. 5

1 многоугольник lgC обмотки для полюсности р, = 2.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 57 пазах с номерами от 1 до 57 из 12 катушечных групп (с но- . мерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами по пазам !

Уп.= 14-2(i-1) = 14, 12, 1 О, 8 групп 2Г, 6Г, 10Г и У.п = 15-2(к-1) = 20

15, 13, 11, 9, 7 для остальных групп, где k = 1-5, и i = 1-4 — номера катушек в группах. Она соеди1 иена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, CÇ для р, = 2, дополнительными ! однофаэными зажимами 01-02 для р

= 6 и дополнительным нулевым зажимом 0 для подключения на фазное напряжение однофазной генераторной 30

1 нагрузки. Фаза первая содержит груп-.

1 пы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г 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 (фиг, 2): катушки с номерами k = 1 — в ветвь первой звезды, 5 и i = 4 — в ветвь второй звезды, 1 = 1, 2, 3 — в ветвь третьей40 звезды, k = 2, 3, 4 — в дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно от-, носительно нечетных. Для двух других фаз номера групп чередуются относи45 тельно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Зажимы

01-02 выполнены от нулевых точек первой и второй звезд, а зажим 0 — от нулевой точки третьей звезды. На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, CÇ (р =2) а нижний ряд — направления

У однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (р,= 6) . Оси соседних 55 катушечных групп смещены на углы (в электрических градусах): 60 + д для р„= 2 (фиг. 3; о(= 15 /4,75) и

180 + 3 g для р = 6 (фиг. 4), где

57/12 = 4,75 — число пазов на полюс . и фазу. ЭДС катушечных групп образуют трехфазную симметричную систему для р,= 2 и однофазную систему с тремя ветвями для р = 6, ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К у = sin(7) Y„/14,25) и К у = — sin(ГУ (4,75), где 57/4 = 14,25 и 57/12 = 4-75 — полюсные деления.

Данные. приведены в таблице.

ЭДС ветвей фазы (фиг. 2 и 3) для р. = 2 равны: ветви С1-01 — 0,9966л

"(1+2cosd) У1;-2,9868 W<,. ветви С1 -02—

-(0,6973 (1+2cos ) + 0,7719 1 W t, = — 2,8617 Ы, ветви С1 0 — (0,9996 +

+0,9694 + 0,8923) W = 2,8613 41, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,9033 W1, ветви С 1 -С1 - (0,9905 4 0,9365 +

+ 0,8372) ° (1+2созоО с W 1,= 8,2842 cW 1,, ЭДС фазы равна (8,2842 с + 2,9033) W< при числе витков к фазе равном (9« с+ 10/3) W 1,и при с = 1, 0 получают

ЭДС фазы равной 11,1875 И 1, и обмоточный коэффициент К = 11,1875/

/(37/3) = 0,9071. Для ЭДС фазы в ГЗ раз меньшей получают (8,2842 с +

+ 2,9033) = 11,1875/КЗ, откуда находим с = 0,43 и К = 0,8976; при с = 1/3 получают К = 0,8944.

Для цепи 01-02 с йолюсностью р = 6 ЭДС равна ((0,9694 + 0,7357) х (1+2созЗИ) + О, 4759) W g = 5, 5447 У при числе витков цепи 01-02 равном

7W g и тогда обмоточный коэффициент равен К 6- = S,5447/7 = 0,7921.

При изменении коэффициента с сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с. При этом параметры цепи 01-02 для р = 6

2 не изменяются, Таким образом, предлагаемая обмотка имеет электромагнитно независимые разнополюсные зажимы (после с р =. 2 не наводит ЭДС на зажимах 011

02, а поле с р = 6 не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ), выполняется в 57 пазах и допускает подключение на фазное напряжение (зажим

0 и один из зажимов С1, С2, CÇ) однофазной генераторной нагрузки, а также может выполняться на различные трехфазные напряжения при неизменных параметрах для р = 6. По сравнению с обмоткой, для которой К = 0,90 и

К«, =0,706, предлагаемая обмотка имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов.

На фиг. 5 построен многоугольник

ДС обмотки (при с = 1/3) для р = 2

1 У где пазовые точки пронумерованы цифрами от 1 до 57, а для построений использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой изображает вектор тока фаэной зоны одного слоя паза (фазные зоны обозначены как А-Z- — Х-С-Y и их вектора показаны в центре(фиг. 5) и принята за единицу длины, Из фиг. 5 по теореме косинусов определяют квадрат сред2 него радиуса пазовых точек R =

92

= 3780/57. Квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом К = О 8944 равен К

О 2 Ф 2 коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой 1ЩС обмотки, равен ад = К,/R 1) 100 = 0,73117, что значительно меньше, чем для обмотки при 39 пазах.

Предлагаемая обмотка может применяться на якоре синхронных машин серии ОС с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля и заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины: трехфазную основную с р,= 2 и дополнительную однофазную с р = б, подключаемую через блок регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения ротора (явнополюсный ротор имеет демпферную обмотку на полюсных наконечниках) . Применение такой с овмещенной обмотки упрощает конструкцию и изготовление машины, уменьшает на якоре расход меди и изоляции.

Формула изобретения

Тр ехфаэ но-од нофа з ная як ор ная с ов, мещенная обмотка, например, для син57 (— О, 8944) = 65, 834503 и тогда

495910 6 хронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная из двекадцати катушечных групп с номерами от 11 до 12Г, состоящих из концентрических катушек, соединенных н параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд 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

20 фазы третьей, о т л и ч а ю щ а я— с.я тем, что, с целью расширения области применения путем выполнения в 57 пазах, а также улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов, катушечные группы с номерами 2Г,,6Г, 10Г выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по паэам

Y = 14 — 2(i-1), остальные катушечные группы вьц1олнены иэ пяти,концентри30 ческих катушек с шагами по пазам

Y = 15-2(k-1), катушечные группы уложены в 57 пазов с номерами от 1 до 57, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы

35 1, 6, 10, 15, 20, 25, 29, 34, 39, 44, 48, 53 соответственно, в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки тех же катушечных групп и пятая катушка катушечной группы lÎÃ, в первую фазу третьей звезды включены Первая, вто" рая и третья катушки катушечной груп45 пы 10r, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, где номера катушек.

50!

49591Î

Число витков катушек

1Г, ЗГ, 4Г, 5Г с Wl, 7Г, ЯГ, 9Г, 11Г, 12Г

О, 7357

0,6973

2Г, бГ, 1ОГ.

0,9996 -0,9966

0,9694 -7357

0,8923 -0,1646.

0,7719 0,4759

12Г 1Г 2I ЗГ 4f Б(" БГ 2

20

Составитель А.Кецарис

Техред M.Ходанич

Корректор М.Максимишинец

Редактор Е.Палл

Заказ 4281/52 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производствечно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ot оог

Ялз.2

Номера катушечных т руни

13

11

14

12

0,9966

0,9905

0,9365

0,8372

1Я/ 10Г

Ряа 0

-О, 9694

-0,9158

-0,4759

0,1646