Трехфазная полюсопереключающая обмотка на 1,2 и 4 пары полюсов

 

Изобретение относится к электромашиностроению , а именно к полюсопереключаемым обмоткам электрических машин. Целью изобретения является упрощение управления числом пар полюсов. Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов выполнена двухслойной, трехзонной, состоит из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в 12 катушечных групп по S рядом лежащих последовательно согласно включенных катушек , соединенных в 12 одинаковых частей с номерами А1, А2, A3, А4, В1, В2, ВЗ, В4, С1, С2, СЗ, С4. Причем, указанные части образованы соответственно катушечными группами 1, 10,4,7.5,2,8, 11:9. 6, 12. 3. Обмотка снабжена четырьмя переключателями. Указаны соединения катушечных групп с выводами переключателей. 3 ил., 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК уцю Н 02 К 17/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752364/07 (22) 23.10.89 (46) 23.12.91, Бюл. М 47 (71) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Д,А.Попов и С.Д,Попов (53) 621.313.333.2.045.58(088.8) (56) Зимин В.И., Каплан M.ß„Ïàëåé A.М, Обмотка электрических машин. — М. — Л.:

Э нергия, 1975. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЮЩАЯСЯ ОБМОТКА НА 1, 2 И 4 ПАРЫ ПОЛЮСОВ (57) Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к полюсопереключаемым обмоткам электрических машин.

Изобретение относится к электриче-. ским машинам и может быть использовано в электромашиностроении дпя создания трехфазных трехскоростных короткозамкнутых асинхронных двигателей с 1; 2 и 4 парами полюсов и одной статорной обмоткой, предназначенных для привода механизмов с постоянной мощностью— колесных пар, механизмов главного движения станков и т,д.

Целью изобретения является управление числом пар полюсов.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой обмотки; на фиг,2 — векторные диаграммы катушечных ЭДС обмотки при S=1 и Z=12; на фиг.З вЂ” схема-развертка предлагаемой обмотки при S=2, Z=24, у= гз = 3.

Через А1, А2, АЗ, А4, 81, 82, 83, 84, С1, С2, СЗ, С4 обозначены 12 частей обмотки, а

„„5Q „„1700701 А1

Целью изобретения является упрощение управления числом пар полюсов, Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов выполнена двухслойной, тоехзонной, состоит иэ одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в 12 катушечных групп по S рядом лежащих последовательно согласно включенных катушек, соединенных в 12 одинаковых частей с номерами А1, А2, АЗ, А4, 81, 82, 83, 84, С1, С2, СЗ, С4. Причем, укаэанные части образованы соответственно катушечными группами 1, 10, 4, 7, 5, 2, 8, 11: 9, 6, 12, 3, Обмотка снабжена четырьмя переключателями. Указаны соединения катушечных групп с выводами переключателей. 3 ил., 2 табл. в скобках указаны номера катушечных групп, входящих в состав соответствующих частей обмотки; через П1 обозначен двухполюсный переключатель и через П2, ПЗ, Il4— трехполюсные переключатели, используемые для управления числами пар полюсов, через А, В, С обозначены внешние выводы обмотки. Стрелки внизу переключателей указывают направление перемещения их подвижных контактов при включении об- ° мотки на указанное рядом со стрелкой число пар полюсов, При укаэанном (фиг.1) исходном положении переключателей схема подготовлена для включения обмотки на 4 пары полюсов, а включение производится подачей трехфазного напряжения на зажимы А, 8, С.

На фиг.2 цифрами от 1 до 12 обозначены номера катушек, к которым относятся соответствующие векторы ЭДС для обмотки, выР Л0а

2 7) где i =1,2,3, X0а откуда P1 =

2т

7 Оа

2 г2

7г 0а

Рз =

2 гз

Предлагаемая ющим образом, « г 0а т 0а/2

=4; обмотка работает следуполненной с S=1 и Z=K=12. Так как при S=1 номера катушек совпадают с номерами катушечных групп, то цифры 1 — 12 (фиг.2) обозначают и номера катушечных групп. Одним, двумя и тремя штрихами (фиг.2) обозначены векторы ЭДС катушки (а при S > 1 — векторы

ЭДС катушечных групп), которые включены последовательно согласно схемы фаз А, В, С соответственно, На фиг.3 цифрами от1 до 24 обозначены номера катушек, а буквами Н и К обозначе" ны выводы от начал и концов частей обмотки, обозначения которых указаны справа от указанных букв.

Предлагаемая обмотка (фиг.2) является, симметричной, имеет целое число катушек на фазную зону и поэтому не оздает чи, зших пространственных гармоник МДС, При всех включениях обмотка является

Tp8x3QHHGA, поэтому при Р1=-1 и Р2=2 кривые МДС F>(x) и Fz(x) содержат четные высшие пространственные гармоники МДС; при Рз=4 шаг обмотки равен полюсному делению (у= тз =3), поэтому кривая МДС Рз(х) четных высших гармоник не содержит.

Полученное на основании фиг.2 распре деление катушечных групп по фазам для различных чисел пар полюсов приведено в табл,1, при этом в каждую фазу включаются последовательно согласно 4 катушечные группы (четыре части), а фазы соединены s звезду с одной параллельной ветвью в каждой фазе.

Представленная электрическая схема (фиг,1) реализует распределение катушечных групп по фазам, приведенное в табл.1.

Предлагаемая обмотка создает ДМС с периодом 2t1 =wDa при распределении по фазам КГ согласно фиг.2а; с периодом

2 т =я0а/2 — при распределении КГ по фазам согласно фиг,2б и с периодом

2 тз =л О,/4 — при распределении КГ по фазам согласно фиг.2в. Отсюда следует, что обмотка создает основное магнитное поле с числами пар полюсов

При установке переключателей П1, П2, ПЗ, П4 в верхнее положение (фиг,1) замыкаются средние и верхние контакты переключателей и катушечные группы. и части

5 обмотки распределяются по фа-ам тзк, как указано в столбце 4 табл,1, При подаче на входные зажимы А, В, С трехфазного напряжения по обмотке протекают синусоидальные токи и она создает в воздушном зазоре

10 магнитное поле с 4 парами полюсов, которое вращается с угловой скоростью n1(3) = 60 ft/Pç = 60 50/4 = 750 об/мин, где f = 50 Гц — частота сети;

P3 = 4 — число п8р полюcoB обмотки.

15 При переключении переключателей П1, П2 и П4 в нижнее по фиг,1 положение замыкаются средние и нижние контакты этих переключателей, а переключатель ПЗ остается в верхнем положении. При этом катушечные

20 группы и части обметки распределяются по фазам так, как указано в столбце 3 табл,1, и в воздушном зазоре двигателя возникает магнитное поле с 2 парами полюсов, вращающееся с угловой скоростью:

25 п1(2) = 60 f1/P2 = 60 50/2 = 1500 o6/мин, При переключении переключателя П1 в верхнее положение и остальных переключателей в нижнее (фиг,1) положение замыка.отся средние и верхние контакты

30 переключателя П1, средние и нижние контакты остальных переключателей и катушечные группы и части обмотки соединяются так, как указано в столбце 2 табл.1, При этом обмотка создает магнитное поле; вращаю35 щееся с угловой скоростью

n1(1) = 60 f>/P> = 60 50/1 =3000 об/мин, Тем самым обеспечивается ступенчатое регулирование угловой скорости двигателя в отношении п1(3):п1(2) п1(3): = 1:2:4.

40 Направление вращения магнитного поля при всех трех включениях одинаково. В случае необходимости направление вращения двигателя при любом включении может быть изменено путем изменения положения

45 переключателя П1 по сравнению с указанным:

М =М/МБ = В дмаксКоб Р2

= Р2/Р2Б = М Р/Рмакс, В макс = В макс В одоп где МБ = — —.0а 8(Z Qn К )

I ъ 2 ()дол В одоп ) З1П j Р2Б = Б «Б»

2_#_f

РБ = 1 Рмакс =

1 5 Рмакс з1пP =cos р.

Результаты расчетов приведе-ны в табл,2, из которой видно, что применение предлагаемой обмотки обеспечивает существенное упрощение схемы управления

1700701 (табл. 2} при некотором увеличении располагаемой мошности двигателя в приводах с Р2 =аопз1 и уменьшении расхода меди благодаря сокращению шага обмотки.

Основным преимуществом предлагаемой обмотки перед известными обмотками на 1, 2 и 3 пары полюсов, предназначенными pBR приводов постоянной мощности, ABляется простота схемы управления, которая характеризуется минимальным числом пар контактов, Формула изобретения

Трехфазная полюсоперекл ючающаяся обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов, двухслойная, трехзонная, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в 12 катушечных групп по 3 рядом лежащих последовательно согласно включенных катушек и соединенных в 12 одинаковых частей с номерами А1, А2, А3, А4, 81, 82, 83, 84, С1, С2, СЗ, С4 с выводами от их начал и концов, отличающаяся тем, что, с целью упрощения управления числом пар полюсов, катушечная группа с номером

1 включена в часть А1, катушечная группа с номером 10 включена в часть А2, катушечная группа с номером 4 включена в часть АЗ, катушечная группа с номером 7 включена в часть А4, катушечная группа с номером 5 включена в часть 81, катушечная группа с номером 2 включена в часть 82, катушечная группа с номером 8 включена в часть 83, катушечная группа с номером 11 включена в часть 84, катушечная группа.с номером 9 включена в часть С1, катушечная группа с номером 6 включена в часть С2, катушечная группа с номером 12 включена в часть СЗ, катушечная группа с номером 3 включена в часть С4, обмотка снабжена четырьмя переключателями, первый из которых двухполюсный с двумя группами выводов (первый и второй) с тремя выводами в каждой группе — первым крайним, средним и вторым крайним с возможностью замыкания цепи между средним и первым крайним или средним и вторым крайним выводами, второй, третий и четвертый переключатели трехполюсные, имеют по три группы выводов— первую, вторую и третью. с тремя выводами в каждой группе первым крайним, средним

50 и вторым крайним, с возможностью замыкания цепи между средним и первым крайним или между средним и вторым крайним выводами, причем начало части А1 соединено с внешним выводом А, начало частей 81 и С1 соединены с первым и вторым средними

BUBcäàìè первого переключателя соответственно, кснцы частей А1, 81, С1 соединены с первыми крайними выводами первой, второй и третей групп второго переключателя соответственно, начала частей А2, 82. С2 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго переключателя соответственно, а их концы — с первым.; крайними выводами первой, второй и третьей групп третьего переключателя соответственно, начала частей А3, 83. СЗ соединены с первым, вторым и третьим средними выводами ".ðåòüåãî переключателя соответственно, а их концы — с первыми крайними выводами первой, второй и третьей групп четвертого переключателя соответственно, начала частей А4, 84. С4 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами четвертого переключателя соответственно, а их концы соединены вместе, переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый и второй средние выводы первого переключателя с внешними выводами 8 и С ссответственно, первый крайний вывод первой группы первого переключателя с вторым крайним второй группы и второй крайний первой группы с вторым крайним выводом второй группы того же переключателя, первый крайний вывод первой группы второго переключателя — с вторым крайним второй группы, первый крайний вывод второй группы — с вторым крайнми выводом третьей группы и первый крайний вывод третьей группы — с вторым крайним выводом первой группы того же переключателя, вторые крайние выводы.первой группы третьего и четвертого переключателей — с первыми крайними выводами второй группы, вторые крайние вь,:воды второй группы — с первыми крайними выводами третьей группы и вторые крайние выводы третьей группы — с первыми крайними выводами первой группы третьего и четвертого переключателей соответственно, где S — натуральное число.

1700701

Я

Та бли ца 1

Номера частей и катушечных групп, входящих в состав фаз

Фаза

Р, =1 Р=2 P„=4

Части Аl А2 А3 А4 (кг 1, 1о 4, 7)

Части 81,82,83,84 (КГ 5, 2, 8, 11)

Части Cl С2,СЗ,С4 (КГ 9, 6, 12, 3) Части Аl, 82, 83, А4 (кг1,2,8, Л

Части Cl, А2, А3, С4 (КГ 9» 10, " 3)

Части 81, С2, С3, 84 (Kf 5, 6, 12, 11) Части Аl, 82,А3, С4 (кг1 2 4, 3)

Части Сl,С2,83,А4 ,(КГ5, 6, 8, 7)

Части С1,A2,С3,84 (кг 9,,10, 12, 11) Та блица 2

Известная обмотка;

Наименование параметра

1 IPa=2 I Ру=4

36 36

9 4,5

5 5

Р = 2

Р = l

24

24

12

60

120

120

120 г

0,966 0,866

0,766 0,985

0,735 0,831

0,653 1,0

О, 480 0,831

0,96 0,831

0,956

О, 423

О, 404

0,594

0,240

0,96

0,958

0,866

0,829

О,7567

О 6275

2,51

0,866

0,866

0,750 о,9656

0,724 о,724

О, 8365

0, 866

0,724

1,0 о,7244 о,724

Нет

5 переключ. + l выключ. (31 пара контактов) Барабанный переключатель (38 пар контактов) Число выводов на схему управления

Число пазов 36

Полюсное деление 18

Шаг обмотки 5

Структура активного слоя: число Фаз н.зон 6 ширина фазн.зо-, ны, »,эл.град. 60

Схема соединения

Фаз У

Обмоточные козФФициенты".

Кр»

Ку коР

8 »4»акс и"

Р»»

Наличие высших гармоник ИДС

Аппаратура управ" ления

Нет Имеются Нет Имеются Имеются

1 i (I,"0 1

Продолжение табл 2

Известная обмотка

Наименование пара метра

Предлагаемая обмотка

I р=4 (р.: =- ), рл !

24

24

24

120

120

120

120

0,828

0,866

0,718

0,.254

0, 182

0,730

844

0,866

1,0

0,731

О, 731

О,- 836

0,866

O 724

0, 0- :

0 365

0,730

0,825

0,383

0„.31;

0,665

0.211

0,844

0,836

0,707

0,591

0,713

0,422

0,844

0,844

1,0

0,844

1,0

0,844

0,844

Наличие высших гармоник ИДС

Аппаратура управления .

Имеются

Имеются Нет

4 переключателя (22 пары контактов) Барабанйый переключатель (40 пар KOH TB K TGB ) Число выводов на схему управления I

«l

И А

?

«1

Число пазов 24

Полюсное деление

Шаг обмотки 8

Структура активного слоя: число фаз н.зон ширина фазн.зоны, g<,ýë.ãðàä. 1 0

Схема соединения фаз У

Обмоточные козффициенты;

К!«

Ку

К р„ в г„,; и" р4Имеются Имеются Имеются

1700701

Составитель A.Кецаоис

Техред M.Ìîðãåêòàë Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редактор М. Бл а нар

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

Подписное

BHl! Nfl!4 ГосУдарственногО t",,ÎìéTßта по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

113035, Москва, Ж-35, Раушскал наб., 4/5