Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1 и 6 пар полюсов

 

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение в асинхронных двигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. С этой целью предложено выполнить обмотку из 36 катушечных групп, включенных в девять частей обмотки A1,A2,A3,B1,B2,B3,C1,C2,C3 и двух трехполюсных переключателей, причем каждая из 9 частей содержит 4 катушечные группы, соединенные последовательно и состоящие из одинаковых рядом лежащих катушек. Переключатели снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при включении на одну пару полюсов части A1,A2,A3 соединены последовательно и входят в фазу A, части B1,B2,B3 соединены последовательно и входят в фазу B, части B1,C2,C3 соединены последовательно и входят в фазу C. При шести парах полюсов в фазу A входят последовательно соединенные части A1,C2,B3, в фазу B входят последовательно соединенные части B1,A2,C3, в фазу C входят последовательно соединенные части C1,B2,A3. При этом в пределах каждой части обмотки катушечные группы с четными номерами включены встречно катушечным группам с нечетными номерами. 3 ил.

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) А1 (51)5 Н 02 К 17/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4433872/24-07 (22) 31.05.88 (46) 15.02,90, Бюл. Ф 6 (71) Московский авиационный институт нм.Серго Орджоникидзе (72) Д.А.Попов и С.Д.Попов (53) 621 313.333.2.045.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1026246, кл. Н 02 К 17/14, 1983.

Авторское свидетельство СССР

В 1297 176, кл . Н 02 К 17/14, 1987.. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ

ОБМОТКА НА 1 и 6 ПАР ПОЛЮСОВ (57) Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение в асинхронных двигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки. Целью изобреч ения является улучшение энергетических показателей. С этой целью предложено выполнить обмотку из 36 катушечных групп, включенных в девять частей обмотки А1 А2, AÇ, В 1, В2, Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электромашиностроении для создания двухскоростных асинхронных двигателей с 1 и 6 парами полюсов, предназначенных для привода станков, колесных пар электроподвнжного состава, устройств автоматики.

Целью предложения является улучшение энергетических показателей обмотки.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема обмотки;

B3, Cl С2, СЗ, и двух трехполюсных переключателей, причем каждая из 9 частей содержит 4 катушечные группы, соединенные последовательно и состоящие из одинаковых рядом лежащих катушек, Переключатели снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при включении на одну пару части Al, А2, А3 соединены последовательно и входят в фазу А, части Вl, В2, ВЗ соединены последовательно и входят в фазу В, части Вl, С2, СЗ соединены последовательно и входят в фазу С. При шести парах полюсов в фазу А входят последовательно соединенные части Аl, С2, BÇ, в фазу В входят последовательно соединенные части Вl, А2, СЗ, в фазу С входят последовательно соединенные части Сl, В2, AÇ. При этом в пределах каждой части обмотки катушечные группы с четными номерами включены встречно катушечным группам с. нечетными номерами. 3 ил. на фиг.2 — векторные диаграммы катушечных ЭДС предлагаемой обмотки прн

S = 2 и числе пазов Z = 72; на фиг.3 — схема-развертка предлагаемой обмотки при S = 2, Z = 72, Y = 30.

На фиг.l обозначены девять частей обмотки Al, А2, AÇ, Bt, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ, первый Пl и второй П2 трехполюсные переключатели. Цифрами от 1 до 36 обозначены номера катушечных групп КГ, входящих в состав соответствующих частей обмотки. Цифрами от 37 до 108 обозначены номера 72 кату1543503 шек, входящих в состав обмотки, к которым относятся соответствующие век торы ЭДС. Одним, двумя и тремя штрихами на фиг.2 обозначены векторы

ЭДС- катушек, включенных согласно в схемы фаз А,В и С соответственно, а одним, двумя и тремя штрихами с поперечным штрихом обозначены векторы

ЭДС катушек, включенных встречно в схемы фаз А,В и С соответственно.

Буквами Н и К обозначены начала и концы соответствующих частей обмотки, Начала частей А1, 81, С1 соединены соответственно с внешними выводами

А, В, С, а их концы — с первым, вторым и третьим верхними выводами первого трехполюсного переключателя: П1 соответственно, начала частей А2, 82, С2 соединены с первым, вторым и третьим средним выводами первого трехполюсного переключателя П1 соот- ветственно, а их концы — с первым, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя

П2 соответственно, начала частей АЗ, ВЗ, СЗ соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя П2 соответственно, а их концы соединены

30 между собой, кроме того, переключате« ли снабжены перемычками, .соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним вы-. водами каждого переключателя П1 и

П2, каждая из частей Ai A2 AÇ, 81 В2, 83, С1, С2, С3 состоит иэ последовательно включенных катушечных групп с номерами: 1,7, -22, -28 в части А1; 3,9, -18, -24 в части 40

А2; 5,11, -20, -26 в части АЗ; 15, 21, -30, -36 в части 81- 17,23,-32,-2 в части 82; 13, 19,-34,-4 в части ВЗ;

29,35,-8,-14 в части Ci; 25,31Ä-10, -ib в части С2; 27,33,-6,-12 в части

СЗ, причем знак минус перед номером катушечной группы означает, что она включена встречно катушечным группам со знаком плюс, а в каждую катушечную группу входит Б последовательносогласно включенных рядом лежащих катушек (S = 1,2,3...).

Обмотка работает следующим обра.зом.

При установке переключателей П1 и П2 в верхнее по схеме на фиг.1 положение катушечные группы распределяются по фазам обмотки так, как указано в строках табл.1. При подключении к сети такая обмотка создает основное вращающееся магнитное поле с одной парой полюсов. При установке переключателей П1 и П2 в нижнее по схеме на фиг.1 положение катушечные группы распределяются по фазам так, как указано в столбцах табл.1.

При этом обмотка создает основное вращающееся магнитное поле с шестью парами полюсов.

Сравнение полюсопереключаемых обмоток производится по энергетическим показателям асинхронного двигателя со сравниваемыми обмотками, которые оцениваются минимальными значениями момента и полезной мощности при одинаковых допустимых максимальных значениях индукции в воздушном зазоре и плотности тока в проводниках обмотки, допустимой по условиям нагрева двигателя. Сравнение ведется также по сложности изготовления обмотки, по сложности схемы управления.

Результаты сравнения обмоток: аналога, прототипа и предлагаемый — приведены в табл.2.

Из табл.2 видно, что предлагаемая обмотка по сравнению с обмоткой-аналогом позволяет почти на порядок увеличить мощность двигателя в приводах постоянной мощности (0,16f/0,0f8

= 8,94). По сравнению с обмоткой-прототипом предлагаемая обмотка позволяет увеличить мощность двигателя в приводах постоянной мощности на 157 (О, 16 1/О, 1395 = 1, 154) и на 157 уменьшить ток холостого хода при р = 6 за счет увеличения обмоточного коэффициента при этом включении.

Таким образом, предлагаемая обмотка, обеспечивая более высокое значение мощности в приводах постоянной мощности, имеет более высокие энер1 гетические показатели по сравнению с обмоткой-прототипом.

Формула изобретения

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1. и 6 пар полюсов, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, образующих катушечные группы по S последовательно согласно включенных катушек, соединенные в девять частей А1 А2, AÇ, 81, 82, 83, С1, С2, С3, и двух трехполюсных переключателей, каждый иэ которых имеет три группы выводов по

543503

Таблица1! С6

А6

В6

А1 1,7,-22,-28 3,9,-18,-24 5,11,-20,-26

В1 13, 19,-34,-4 15,21,-30,-36 17,23,-32,-2

С1 25,31,-10,-16 27,33,-6,-12 29,35,-8,-14

Таблица 2

Обмотка

Параметр

Аналог

Прототип

Предлагаемая г »

Число пар полюсов, р 1

Число пазов, 36

Соединение фаз

Фазная зона, град 120

Число фазных зон 6

Шаг обмотки, 15

Коэффициент укорочения, К> 0,966

Коэффициент распределения,К 0,956

72

72 °

Ь

72

60 120

110

120

30

30

0,966

1,0

1,0 0,966

0,866 0,827

1,0

0,966

0,837 0,827

5 1 три вывода в каждой группе с возможностью замыкания цепи между средним и верхним или между средним и нижним выводами, причем начала частей А1, В1, С! соединены с внешними выводами обмотки А,B,Ñ соответственно,а их концы — с первым, вторым и третьим f верхними выводами первого трехполюсного переключателя соответственно, начала частей А2, В2, С2 . соединены с первым, вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя соответственно, а их концы — с первым, вторым и. третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя соответственно, начала частей АЗ, ВЗ, СЗ соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя .соответственно, а йх концы соединены между собой, кроме того, переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним выводами каждого переключателя, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, она состоит из 36 катушечных групп с номерами от 1 до 36, причем кату5 шечные группы с номерами 1 7 -22 -28

t Э t включены последовательно в часть

А1, катушечные группы с номерами 3, 9,-18,-24 включены последовательно в часть А2, катушечные группы с номерами 5, 11,-21,-26 включены последовательно в часть АЗ, катушечные группы с номерами 15,2 1,-30,-36 включены последовательно в часть В1 катушечные группы с номерами 17,23, -32,-2 включены последовательно в часть В2, катушечные группы с номерами 13,19,-34,-4 включены последовательно в часть ВЗ, катушечные группы с номерами 29,35,-8,-14 включены

20 последовательно в часть С1, катушечные группы с номерами 25,3t 10, -16 включены последовательно в часть

С2, катушечные группы с номерами

27,33,-6,-12 включены последователь25 но в часть СЗ, где знак минус перед номером катушечной группы означает, что она включена встречно по отношению к катушечным группам со знаком плюс, а S — натуральное число. !

1543503

Параметр

Обмотка

Аналог

Р, р

P(0,966

0,837 0,8

0,8

1.0,866

Симм.

Снмм.

Симм.

Симм.

Нет

Нет

Нет

Нет

Есть

Обмоточный коэффициент,К, 0,924

Симметрия по параллельн м ветвям Яесимм.

Наличие низших гармоник Нет

Аппаратура переключения: переключатели, шт 1

P)

Продолжение табл. 2

Предлагаемая

1543503

1543503

2 72

8=2

У=ХО

Составитель А. Кецарис

Редактор Л.Веселовская Техред И,Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 406 Тираж 440 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

It 1I

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101