Трехфазная обмотка совмещенной электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления, а также уменьшение потерь в меди. Обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей P <SB POS="POST">1</SB> P <SB POS="POST">2</SB> =1/5 выполнена с полюсностью P <SB POS="POST">2</SB> =5 в Z = 36 пазах из пятнадцати распределенных катушечных групп с концентрическими катушками и содержит группы с номерами 1 + 3 K в первой фазе, 2 + 3 K во второй фазе, 3 + 3 K в третьей фазе, включенные в каждой фазе последовательно-согласно, где K = 0, 1, 2 ... P <SB POS="POST">2</SB> -1 = 4. Каждая катушечная содержит две катушки с шагами по пазам Y <SB POS="POST">п</SB> = 5 и 3.Угол смещения между осями катушечных групп третьей и четвертой, пятой и шестой, восьмой и девятой, десятой и одиннадцатой и четырнадцатой, пятнадцатой и первой равен 3 Α, а между осями остальных групп - 2 Α, где Α = 360 ° / Z =10,0 °. Для катушечных групп второй, седьмой, двенадцатой стороны внутренней катушки расположены в пазах однослойно с числом витков 2 WK, а для остальных катушек групп - двухслойно с числом витков WK и пазы с номерами 11, 12, 23, 24, 35, 36 содержат WK витков. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (19) (11) (51) 4 Н 02 К 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4307374/24-07 (22) 18,09,87 (46) 23.07.89, Бюл. Р 27 (75) В.И.Попов, С.В.Попов и Ю.Н.Петров (53) 621.313.333.2.045.58 (О88.8) (56) Копылов И,П, и др. Проектирование электрических машин. Учебн.пособие для вузов. — M. Энергия, 1980.

Попов В.И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты.—

М.: Энергия,1980.

Попов В,И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, 11, с. 36-43, Лившиц-Гарик М, Обмотки машин пе" ременного тока. Пер. с англ. — М,—

Л.: ГЭИ, 1959, с.224. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА СОВМЕЩЕННОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения упрощение конструкции и изготовления, а также уменьшение потерь в меди.

Обмотка совмещенной электрической

Изобретение относится к обмоткам электрических с овмеще нных маши н переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Цель изобретения — упрощение конструкции и изготовления, а также ,уменьшение потерь в меди.

2 машины с числами пар полюсов полей р /р = 1/5 выполнена с полюсностью р = 5 в Z = 36 пазах из пятнадцати г распределенных катушечных групп с концентрическими катушками и содержит группы с номерами 1+3k в первой фазе, 2+3k во второй фазе, 3+3k в третьей фазе, включенные в каждой фазе последовательно-согласно, где k = О, 1, 2, ° (p;1=4) . Каждая катушечная группа содержит две катушки с шагами по лазам у„= 5 и 3. Угол смещения между осями катушечных групп третьей и четвертой, пятой и шестой, восьмой и девятой, десятой и одиннадцатой, тринадцатой и четырнадцатой, пятнадцатой и первой равен 3 о(, а между осями остальных групп — 2 a( где с = 360 /Z = 10,0 . Для катушечных групп второй, седьмой, двенадцатой стороны внутренней катушки расположены в пазах однослойно с числом витков 2w,а для остальных катушек групп — двухслойно с числом . витков w < и пазы с номерами 11, 12, 23, 24, 35, 36 содержат w< витков.

6 ил.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на. фиг. 2 чередования ее фазных зон; на фиг. 3 — диаграмма сдвига осей катушечных групп обмотки для полюсности р = 5; на фиг.. 4 — диаграмма ЭДС, наводимых н группах фазы (С1) обмотки полем с полюсностью р = 1; на фиг. 5 и 6 — многоугольники МДС

3 1495917 для предлагаемой и двухслойной из вестной обмоток соответственно.

Обмотка (фиг. 1) выполнена с полюсностью р = 5 в 7. = 36 пазах с но5 мерами от 1 до 36 из 15 катушечных групп (с номерами от l г до 15г) с двумя концентрическими катушками в каждой с шагами ио лазам у = 5 и л 3. Фазы содержат группы с номерами

;lг, 4г, 7г, 10г и 13г в первой фа,зе, 2г, 5r, 8г, llг и 14 г во второй фазе, 3r, бг, 9г, 12г и 15г в третьей фазе. В каждой фазе группы включенrl ! ,последовательно-согласно и начала

1 фаз обозначены как Сl, С2, СЗ (фаэы

: обмотки фиг. 1 соединены в звезду) . ! Для групп 2г, 7г. и 12г внутренняя ! катушка имеет 2w «витков и выполнена однослойной, а все остальные катушки 20 групп имеют wf, витков и выполнены

;двухслойными, причем пазы с номера-! ми 11, 12» 24, 35 и 36 содержат w витков и заполнены наполовину (йа фиг. 2 эти пазы заштрихованы) . 25

Угол смещения между осями групп 3r и 4г, 5г и бг, 8г и 9г, 10г и

llг, 13r и 14г, 15г и lг равен 3 а(, .а между осями остальных групп — 2« (фиг. 1), где a(=360 /7. = 10,0 . 30

Стрелки на фиг. 1 показывают направления трехфазного тока при питании обмотки через Сl, С2, С3 (р = 5) и им соответствуют чередования фазных зон, обозначенных на фиг. 2 как

А-Z — В-Х вЂ” С-Y ЭДС катушечных групп пропорциональны коэффициентам уко.рочения их катушек и равны: для полюсности р г= 5 с полюсным делением

36/ l 0=3, 6 я 1п(ХР5/2- 3, 6) +2я зл(7/ 3/2 «

x3,6) =0,8192+2. 0,9659=2,7510 для групп 2г, 7г, 12г и 0,8192+0,9659=

=1,7851 для остальных групп; для полюсности р = l с полюсным делением

36/2=18-sin 5i 5/2 18)+2sin(1<3/2- 18) =

=0,4226+2. О, 2588=0, 9403 для групп

2г, 7г, 12r и О, 4226+0, 2588=0, 6814 для остальных групп.

По диаграмме сдвига осей катушеч-, ных групп для полюсности р г= (фиг. 3) определяют ЭДС фазы, обмоточный коэффициент и средний шаг катушек ио павам: F, =2,7510+2x1,7851 "

«(соя10 +соя20") =-9,6218, К о6р

=9,6218/11=0,8747 и у и =43/11=

=3,909. Ио диаграмме фиг. 4 для ЭДС взаимоиндукции фазы (Сl) от почя с полюсно, .тью р„= 1 определяют Е,=

=О 9403+2>0 6814(соя70 -соя40") =

=0,36240.

Для построения многоугольников

ВАС (фиг. 5 и 6) использована известная вспомогательная треугольная сетка (3) и ее сторона принята за 0,5 единиц, а вектора ЭДС фазных зон изображены в центре многоугольников.

По многоугольнику МДС обмотки на фиг, 1 (фиг, 5) определяют (3 ) г 1

Я 3 Z д

R = 23/б — квадрат среднего радиуса его пазовых точек (i

Зб 33

1 36) ° Ег = (° 0 8747 )г

5Я 36 — 3,37681 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической ЩС, где 33/36 — среднее значение тока паза (для обмотки фиг, 1 заполнены

33 паза из 36); 5д =((R /R) — 1)

«1 00 = 1 3, 5197 — коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий качество обмотки по уровню содержания высших и низших гармонических в кривой ее ЩС.

Для известной двухслойной обмотки (4 3 при p =- 5ь Z = 36, у и 4 рд

0,9416 по фиг. 6 определяют: R > = — 32/б; R = (Зб 0,9416/517) =4„65691 и 6„ = 14 525Å; ЭДС 4Е„ для такой обмотки, вычисленная подобно обмотке фиг, 1, равна ЛЕ1 = 0,596. Для однослойной обмотки при р = 5, Z =36, у, = 3, К = 0,9271, R = 32/6;

Кг= 4,51459 и ад = 18,1357, а ДЕ1= — 1,028.

Таким образом, предлагаемая обмотка значительно проще, чем извест. ная двухслойная (4 1, имеет меньший (в 14,525/13,53= 1,07 раза) коэффициент „ и меньшую (в 0,596/0,362=

1,65 раза) ЭДС ЛЕ1. По сравнению с однослойной обмоткой предлагаемая обмотка (фиг. 1) имеет значительно меньшие с,«(в 18,135/13,519= I 34 раза) и ЛЕ, (в 1,028/0,362= 2,84 раза) .

Предлагаемая обмотка использована в асинхронных одномашинных преобразователях частоты, для которых статор имеет Z = 36 пазов. Такой преобразователь содержит на статоре две трехЬазные обмотки — двигательную с полюсностью р = 1 и генератор1 ную с полюсностью p,-- 5, а на роторе с контактными кольцами — одну

149591 фазную обмотку совмещенного типа (2J. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить намотку статора и уменьшить расход изоляции, а также уменьшить ЭДС взаимной индукции

5 обмотки от поля с полюсностью р,= вследствие чего снижаются потери в меди обмотки и повьпяаются энергетические показатели машины.

Ф о р мул а и з о б р е т е ни я

Трехфазная обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей р,/р = 1/5,: выполненная с полюсностью р = 5 в 36 пазах с номерами от 1 до 36 иэ 15 катушечных групп с номерами от 1г до 15г, содержащая группы с номерами 1+3k

20 в первой фазе, 2+3k во второй фазе, 3+3k в третьей фазе, соединенные в

7 6 каждой фа зе последовательно-согласно с выводами фаэ иэ начал групп 1г, 2г. и 3r и концов 13г, 14г и,15г, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также уменьшения потерь в меди, каждая катушечная группа содержит две концентрические катушки с шагами по пазам у„= 5 и 3, началь ные стороны катушек групп 1г — 5r уложены срответственно в пазы с номерами 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 8 и 9, 10 и 11, указанная укладка повторяется для групп бг — 10г со смещением пазов на 12 номеров, а для групп

11г — 15r — со смещением пазов на

24 номера, причем внутренняя катушка групп 2r, 7г и 12г содержит 2v 1 витков, а все остальные катушки групп содержат с 1, витков, где k = О, ° ° (i г ") 5г )г Zr pr 4г 5r Ер 7r 8г 9г Иг Иг 1Яг 15< юг

149591 7

7Г !

Ог

13г

2Г

ЗФ 26

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 †издательск комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

6г маг

12г 15г

5г

Составитель А. Кецарис

Техред М.Ходанич Корректор Э.Лончакова