Совмещенная якорная трехфазно-однофазная обмотка

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретениярасширение области применения путем выполнения в обмотках 63 пазах, а также улучшение параметров путем повышения обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и 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 нулевых точек звезд. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных катушечных групп включны в ветвях встречно относительно нечетных, а для двух других фаз номера катушечных групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Обмотка выполнена в 63 пазах, вторая, шестая, десятая катушечные группы содержат по шесть катушек с шагами по пазам Y <SB POS="POST">п</SB>I = 16-2 (I-1), а относительные катушечные группы - по пять катушек с Y пК = 15-2 (K-1), где I = 1-6 и K = 1-5 - номера катушек в катушечных группах. В ветвях каждой фазы включены последовательно для ее катушечных групп катушки с номерами K = 1 и I = 1,2 - в ветвь первой звезды, K = 4,5 и I = 6 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь, 5 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 К 3 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42991 20/24-07 (22) 02.09.87 (46) 23.07.89. Бюп. У 27 (75) В.И.Попов (53) 621.3 13.333.3.045,58 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 243033, кл. Н 02 К 3/00, 1973, 2. Попов В.И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, Ф 11, с. 36-43.

3. Авторское свидетельство СССР

9 1124400, кл. Н 02 К 3/28, 1984. (54) СОВМЕЩЕННАЯ ЯКОРНАЯ ТРЕХФАЗНООДНОФАЗНАЯ ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению, Цель изобретения— расширение области применения путем выполнения обмотки в 63 пазах, а также улучшение параметров путем повышения обмоточных коэффициентов.

Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р,= 2 и дополнитель"

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 магнитного поля.

„„Я0„„1495915 A 1

2 . ными однофазными зажимами для полюсности р, = 6 от нулевых точек звезд.

Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки . четных катушечных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных, а для двух других фаз номера катушечных групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Обмотка выполнена в 63 пазах, вторая, шестая, . © десятая катушечные группы содержат по шесть катушек с шагами по пазам у и,= 16-2(i-1), а остальные катушечные группы - по пять катушек с у„= С

15-2(k-1), где i = 1-6 и k 1-5— ,номера катушек в катушечных группах.

В ветвях каждой фазы включены после- ы довательно для ее катушечных групп катушки с номерами k = 1 и i 1, 2 в ветвь первой звезды; k = 4, 5 и

6 — в ветвь второй звезды, а ос- 1 а тальные катушки — в дополнительную ветвь. 5 ил,, 1 табл.

Цель изобретения — расширение области применения путем выполнения в 63 пазах, а также улучшение параметров путем повышения обмоточных коэффициентов.

На фиг, 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг, 2 — упро5915 1 жим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фаз (фиг. 2): катушки с номерами k = 1 и i = 1, 2 — в ветвь первой звезды, k = 4, 5 и — 6 — в ветвь второй звезды, k = 2, 3 и i = 3, 4, 5 — н дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены встречно относительно не1р четных. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп, Оси групп смещены íà yrо лы (н электрических градусах: 60 + d

15 для p,= 2 (фиг. 3; а(= 15 /q) и

180 +3 с(для р = 6 (фиг. 4), где

63/1 2 = 5, 25 — число пазов на полюс и фазу. ЭДС катушечных групп образуют для р = 2 трехфазную систе1

20 му симметричную, а для р = 6 — однофазную систему с тремя ветвями.

ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К у = sin(Рк

i7„/15,75) и К y = ззп(Г уц/5,25), где 63/4 = 15„75 и 63/12 = 5,25 полюсные деления. Данные приведены н таблице.

Число

Ку витков

4 катушек.Номер катушечной группы

Уп

Ку г

0,997?

0,9626

0,8899

0,7818

0,6428

-0,9749

-О, 6802

-О, 1490j

0,4339

0,8660

1Г, ЗГ, 4Г, 5Г, 7Г, 8Г, 9Г, 11Г, 12Г

13

11

cw<

0,9997

0,9848

0,9309

0,8400

С,7159

0,5633

-0,9972)

-0,86603

-0,4339

0,1490

0,6802

0,9749

2Г, 6Г, 10Г 14

10

cwk

ЭДС ветвей фазы (фиг. 2), с учетом сдвига осей групп (фиг. 3), для р = 2 равны: ветви С1 -01 -(0,9972

x(1+2cos ф+О, 9997+0, 9848$w g =

4,9736w1,, ветви С1 -02 — ((О, 7818+

+0,6428) (1+2cosc4 +0,56337 ч» =

4,8336w>, т.е, они практически одинаковы и йх среднее значение равно

4,9036w„; ветви С1-С1 — {(0,9626 +

+ 0,8899) (1+2cosd)+0,9309+0,8400+

+0, 7159 J съ = 8,0397 cw 1,.

3JlC фазы равна (8,0397 с+4,9036)ы при числе витков н фазе, равном (9 с +

3 149 щенная схема соединений ее фазы С 1; на фиг. 3 и 4 — диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р,= 2 и рг= 6 соответственно; на фиг. 5 многоугольник ИДС для полюсности .р»= ?, Обмотка (фиг, 1) выполнена днух:слойной в 63 пазах с номерами от 1 до 63, иэ двенадцати катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками .с шагали по панам y„. 16-2(i-1) = 16, 14, 12 10, Я, 6 для групп 2Г, 6Г, 10Г и у„= 15-2(k-1) = 15, 13, 11, 9, 7

|=-для остальных групп, где 1 = 1-6 и

1-5 — номера катушек в группах.

Оиа соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, СЗ для р, = 2 и ополнительными зажимами 01-02 для

6 DT их нулевых точек. Фаза пер ая содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, 1ОГ их катушки включены последователь о в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует за+ 6)w 1, и при с = 1,0 получают ЭДС фазы, равной 12,9433w >, и обмоточный коэффициент равен 12,9433/15=0,8629.

Для ЭДС фазы в К3 раза меньшей получают (8,0397.с + 4,9036) = 12,9433/ /3, откуда с = 0,32 и К = 7,4763/8,88 — 0,84 19; при с = 0,5 получают К

= 0,8499.

Для цепи 01-02 с полюсностью р = 6 ЭДС равна. ((0,9749+0,8660+

+0,4339)(1+2созЗаЦ +0,9972+0,8660+

+0,9749)w 9,6117w> при числе витков цепи 01-02, равйом 12w1,и тогда

1495915

На фиг. 5 построен многоугольник

ИДС обмотки для р,= 2 при с = 1,0. 30

Цифрами от 1 до 63 пронумерованы точки, соответствующие пазам обмотки, при построениях использована вспомогательная треугольная сетка (2 ), сторона которой изображает вектор тока фазной зоны в одном слое паза и принята за две единицы длины (вектора -Z — В-Х-С-Y в центре фиг. 5

Формула изображают вектора фазных зон обмотки) . По многоугольнику ИДС, используя А0 теорему косинусов, определяют j2 ): квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника — R = 9726/63;

Ф1 квадрат радиуса окружности,соответствующей основной гармонической МДС и обмоточным коэффициентом К ок

О 1

0 8629 — R = -я 0 8629 --) 2

2 63 90

2((63

I — 152,77288, где (9 2 + 12)3/63

90/63 — среднее значение тока паза (катушки дополнительных ветвей фаз обтекаются в два раза большим током по сравнению с катушками ветвей звезд); коэффициент дифферен55 циального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой ЩС об1 мотки, д = (R а /R 1 — l) ° 100

1 - Р1 изобретения

Совмещенная якорная трехфазнооднофазная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная из двенадцати катушечных групп с номерами от

1Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, соединенных в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нуле..вых точек звезд и начал дополнитель- ных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно катушек нечетных групп, ! а номера групп фаз чередуются отно-: сительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы цля фазы втообмоточный к о эффи цие т р а ве ((К „ - = — 9,6117/12 = 0,8010. Параметры цепи

01-02 не зависят от коэффициента с, а сечение провода катушек дополни5 тельных ветвей фаз изменяется об— ратно пропорционально этому коэффициенту, причем коэффициент с может иметь и другие значения.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет электромагнитно независимые разнополюсные зажимы (поле с р1= 2 не наводит ЭДС на зажимах

01-02, а поле с р = 6 не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ), име- 15 ет расширенную область применения, так как выполняется в 63 пазах, и более высокие значения обмоточных коэфциентов, чем обмотка по ь3 1, для которой число пазов равно 39, Ко = 0,90 20 и Коб = 0,706.

На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направлечия трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р,= 2), а нижний ряд — направления 25 однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (р1= 6) . — 1,052670 Лнал ги (ным образом для коэффициента с = 0,5 получают:

К = 4608/63; R = (-- О, 8499)

1 2

11

2 — 72,620131 и йд = 0,71987. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет значительно меньшие значения коэффициента 6д, чем обмотка по Г33

Д 1 при 39 пазах.

Предлагаемая обмотка может применяться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины: трехфазную основную с полюсностью р = 2 и однофазную дополнительную

1 с полюс ностью р = 6, подключаемую через блок регулирования возбуждений с вентилями к обмотке возбуждения ротора (явнополюсный ротор имеет демпферную обмотку на полюсных наконечниках, которая заглушает обратное поле однофазной цепи с р = 6).

Применение такой обмотки в генераторах позволяет получать положительные эффекты: упрощать конструкцию и изготовление машины, уменьшить расход меди и изоляции на якоре, улучшить форму кривой выходного напряжения (из-за уменьшения коэффициента ), снижать перегревы на якоре и йовышать эксплуатационную надежность машины.

1495915

Р1

/Р

6 2/

У 6/ э or

Составитель A.Êåöàðèñ

Техред М.Ходанич Корректор M.Максимишинец

Редактор Е. Папп

Заказ 4281/52 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", r, Ужгород, ул. Гагарина, .101 рой и в восемь групп для фазы третьей, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем выполнения в 63 пазах, а.также улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов, катушечные группы с номерами 2Г, бГ, 10Г выпол нены иэ шести концентрических катушек 10 с шагами по пазам у = 16-2(i-1), ос-! тальные катушечные группы выполнены из пяти концентрических катушек с шагами по паэам у = 15-2(k-1), катушечные группы уложены в 63 пазах с номе- 15 рамн от 1 да 63, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 47, 12, 17, 22, 27, 33,. 39, 43, 48, 54, 59 соответственно в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, 10Г в первую фазу второй звезды включены четвертые и пятые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г и имеется катушка катушечной группы 10Г, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп

1Г, 4Г, 7Г, 10Г, где i = 1, 2, 3, 4, 5, 6;.k = 1, 2, 3, 4, 5 -номера катушек.