Трехфазно-однофазная совмещенная обмотка

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения обмотки в 57 пазах, а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности.Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп (КГ) с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р <SB POS="POST">1</SB> = 2 и однофазными дополнительными зажимами для полюсности р <SB POS="POST">2</SB> = 6 нулевых точек звезд. Первая фаза содержит КГ: первую, четвертую, седьмую, десятую. Их катушки включены последовательно в ветви двезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы. Ее конец поключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных КГ включены в ветви относительно нечетных. Для двух других фаз номера КГ чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. Вторая шестая, десятая КГ содержат по четыре катушки с шагами по пазам Y <SB POS="POST">п</SB>I = 14-2 (I-1), а остальные КГ - по пять катушек с Y <SB POS="POST">п</SB>К = 15-2 (K-1), где I =1-4 и к = 1-5 - номера катушек в КГ. В каждой фазе в ветвях включены для ее КГ катушки с номерами к = 1 - в ветвь первой звезды, K = 5 и I = 4 в ветвь второй звезды, K = 2, 3, 4 и I = 1, 2, 3 - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„. Я0,„1495911 (51)4 Н 02 К 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНМЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4292066/24-07 (22) 28.07.87 (46) 23,07.89. Бюл. Ф 27 (75) В.И.Попов (53) 621.313 ° 333.2.045.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 243033, кл. Н 02 К 3/00, 1973, Попов В.И, Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, N- 11, с. 36-43.

Авторское свидетельство СССР !

1- 1124400, кл. Н 02 К 3/28, 1984. (54) ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ СОВМЕЩЕННАЯ

ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения— расширение области применения путем выполнения обмотки в 57 пазах, а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для. каждой полюсности, Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп (КГ) с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической поля, Цель изобретения — расширение обt ласти применения путем выполнения в

2 .с трехфазными зажимами для полюсности р = 2 и однофазными дополнительМ ными зажимами для полюсности р = 6 от нулевых точек звезд. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую КГ. Их катушки включе ны последовательно в ветви звезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы. Ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных КГ включены в ветви встречно относительно нечет-ных. Пля двух других фаз номера

КГ чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. Вторая, шестая, десятая КГ содержат по четыре катушки с шагами по пазам y„,= 14-2(i — 1), а остальP1 ные Кà — по пять катушек с у„

15-2(k-!), где i = 1-4 и k = 1-5номера катушек в КГ. В каждой фазе в ветвях включены для ее КГ катушки с номерами k = 1 — в ветвь первой звезды, k = 5 и i = 4 — в ветвь второй звезды, k = 2, 3, 4 и

=- 1, 2,.3 — в дополнительную ветвь.

6 ил. 1 табл.

57 пазах, а также улучшение араметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности.

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

1 на фиг. 5 и 6 — чередование фазных

Число витНомер к атушеч ной группы ков катушек

1Г, ЗГ, 4Г, 5Г, 7Г, 8Г, 9Г, 11Г, 12Г

-О, 9694

-0,9158

-0,4759

0,1646

0,7357

13

11

0,9966

0,9905

0,9365

0,8372

0,6973

-0,9966

0,7357

-О, 1646

0,4759

2Г, 6Г, 10Г 14

12

0,9996

0,9694

0,8923

0,7719

cWI, з 1495911 зон и многоугольнык ЩС для полюсности р,= 2 соответственно.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 57 пазах с номерами от 1

5 до 57 из двенадцати катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами по пазам у „. 14-2(i — 1) = 14, 12, 10, 8 для групп 2Г, 6Г, 10Г и -уп 15-2 х к(1с-1) = 15, 13, 11, 9, 7 для остальных групп. Она соединена в две па-. раллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для р = 2 и дополнительными однофазными зажимами 01-02 для полюсности р = 6

2 от нулевых точек звезд. Фаза первая содержит группы с номерами 1Г, 4Г, 7Г, 10I и их,катушки включены последовательно в ветви звезд и в до- 20 полнительную 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, k = 5 и 25

= 4 — в ветвь второй звезды, 2,.3, 4и i =1, 2, 3 — вдополнительную ветвь. Катушки четных ка45

ЗДС для полюсности р = 2 ветвей

1 фазы С1 (фиг. 2), с учетом углов сдвига катушечных групп (фиг. 3), равйы: ветви С1 -01 - 0,9966 (1 +

+ 2cosc() M 1,= 2,9868 W1,, ветви . С1 -02 — f 0,6973 (1 + 2сояф + 50

+ 0,7719 j W = 2,8617, т.е, они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,9243 WI,, ветви С1-С1 ((0,9905 + 0,9365 + 0,8375)х(1 +

+ 2соМ) + 0,9996 + 0,9694 + 0,8923

cW < = 11.1455 ch >, фазы С1 (11, 1455 с + 2,9243) 1 1, при числе витков фазы (12 c + 3,5) W < и при тушечных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других аналогичным образом выполненных фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп.

На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р,= 2), а нижний ряд — на" правления однофазного тока при питании обмотки через О 1-02 (р = 6) .

Оси соседних катушечных групй смещены на углы (в электрических градусах) 600+ с для р1= 2 (фиг. 3; о(= 15 /4,75) и 180 + З для р = 6 (фиг. 4), где 57/12 = 4,75 - число пазов на полюс и фазу, Вектора ЭДС катушечных групп образуют трехфазную симметричную систему для р „= 2 и однофазную систему с тремя ветвями для р = 6. ЭДС катушек, пропорциональных их коэффициентам укорочения K> = sin,(fj-yÄ /14,25) и K > =

= sin (Я .у /4,75), где 57/14,25 и

57/12 = 4,75 — полюсные деления.

Данные приведены в таблице. с = 1, О получают ЗДС равной 14, 0698 х

r Ч и обмоточный коэффициент Kof2

14,0698/15,5 = Оэ 9077; для ЗЛС фазы меньшей в ГЗ раза получают (11,1455 с + 2,9243) ° W 1=14;0698 W //3, откуда находят с = 0,47 и К

= 8, 1627/9, 14 = 0,8931. Сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с и тогда сохраняется одинаковый для всех пазов коэффициент заполнения медью.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности р1= 6 не зависит от коэффициента с

1495911

gi it реф

Я 02

Фиг.2 полюсности, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, 10Г выполнены иэ четырех концентрических катушек с шагами по пазам у„=14-2(i-1) осталь1

% ные катушечные группы выполнены нз пяти концентрических катушек с шагами по паэам у = 15-2(k — 1), катушечные группы улажены в 57 пазов с номерами от 1 до 57, причем начала катушечных групп от tl" до 12 Г уложены в пазы 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 пятые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г и четвертая катушка катушечной группы

10Г, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, где

5 14959 и равна ((0,9694 + 0,7357)(1+2cos34)+

+ 0,47593И1,=. 5,5447 N1, при числе токов этой цепи, равном 7 Mg, тогда обмоточный коэффициент равен К =

5,5447/7 = 0,7921.

Предлагаемая обмотка имеет электромагнитные независимые разнополюсные цепи (поле с р,= 2 не наводит ЭДС на зажимах 01-02, а поле с рр 6 не на- 10 водит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ) и может использоваться на различные напряжения при неизменных параметрах цепи 01-02 для полюсности р = 6. По сравнению с известной обМОТКОИ

О

= 0,706, она имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов, а также расширенную область применения, так как выполняется в 57 пазах. 2р

На фиг. 5 и 6 цифрами от 1 до 57 пронумерованы пазы обмотки, на фиг. 5 фазные зоны (для р, = 2) обозначены как А-Z-В-X-С-Y и кружочками отмечены пазы, в которых расположены -Topo- 25 ны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемых двойным значением тока; среднее значение тока паза равно (12 ° 2 + 7)3/57 93/57. На фиг. 6 при построении многоугольника 1ЩС использована вспомогательная треу " гольная сетка, сторона которой изображает вектор тока фазной зоны одного слоя паза и принята за единицу длины, По наружному многоугольнику

ИДС (при с = 1,0), используя теорему

35 косинусов, определяют квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника ИЦС R = 10341/57; квадpGT Радиуса Окружности сООтветст 40 вующей основной гармонической МДС с

1обмоточным коэффициентом К О г

= О 9077 — R = (-у 0 9077 --)

5? 93

У .27 57 — 180,50564 коэффициент дифферен45 циального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой 1@С обмотки Д = (R>/R2 . — 1) 100 =

0,5071 . Для коэффициента -с = 0,5 многоугольник ИДС построен на фиг. 6 пунктирными линиями, откуда находят:

R = 3780/57 R = (, 018944) г

9г 2ц 55

65,834503, где К g = 0,8944; Ь =

0,7311Х. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет значительно мень11 6 ший коэффициент дифференциального рассеяния, чем известная обмотка.

I

Предлагаемая обмотка может использоваться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного по" ля. Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря машины: трехфазную основную с полюсностью р1= 2 для подключения нагрузки и дополйительную однофазную обмотку с полюсностью р = б для подключения через блок

2 регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения ротора. Ее применение поз воляет: упростить к онструкцию машины и удешевить ее изготов- ление, снизить расход меди и изоляции на якоре, повысить эксплуатационную надежность машины. Такая обмотка может применяться и в других типах совмещенных электрических машин с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе.

Для упрощения изготовления обмотки целесообразно катушки ветвей фаэ наматывать на шаблоне непрерывно, что приводит к уменьшению числа межкатушечных соединений.

Формула изобретений

Тр ехфаз но-однофаэ ная совмещенная обмотка, например, для якоря синхронных машин с системой возбуждений от третьей гармонической магнитного поля, выполненная из двенадцати катушечньгх групп с номерами от 1Г до

12Г, состоящих из концентрических катушек, катушечные группы соединены в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одно" именных. 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 второй фазы и в восемь групп для третьей фазы, о т л и ч.а ющ а я с я тем что, с целью расширения области применения путем выполнения в 57 пазах, а также улучше" ния параметров путем увеличения об» моточных коэффициентов для каждой

1495911

4 o««7, oooo оооо Соь о оооу ооо оооо goop oooo ge oe оф ф

© 1©о> 544o Xooo (ooo ooo дооо 7ооо яооо ooo goee eoo pp

5 5 7 Я И 0 !5 И 0 21 23 35 27 2У Л ХХ 55 37 Ж И 43 45 47 43 51 Я Я 57

<ае.5

51

Фиг.5

Составитель А. Кецарис

Техред М.Ходанич Корректор Л.Питай

Редактор Е.Папп

Заказ 4281/52 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Гос а ст осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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