Трехфазная трехскоростная обмотка электрических машин переменного тока

 

ТРЕХФАЗНАЯ ТРЕХСКОРОСТНАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТСвКА с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, состоящая из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к основным четным катушечным .группам, в которой четные катушечные групоы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с порядковыми номерами 1-7, 9-3, 511 и подключены средними точками к точкам соединения двух четных катушечных групп в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9-36-12 , 5-11-2-8 и с выводами из этих точек для числа пар полюсов р 2, причем четные и нечетные катушечные группы в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных четных катушечных групп и подключены последовательно к точке соединения основных катушечных групп 4-8-12 встречно с этими группами, а выводами для числа пар полюсов р 4 являются объединенные вывода катушечных групп 1и7, 9иЗ, 5 и 11 и для р 3 объединенные выводы катушечных групп 1,9,5 и 7,3 и 11 и вывод из начальной точки после-§ довательно соединенных дополнительных катушек, отлич а-юща я с я Jv/J тем, что, с целью расширения области |J применения для числа пазов Z 48, |Сив повышения использования обмотки и I улучшения характеристик двигатэлг, четные и нечетные катушечные группы обмотки содержат по две концентри- : таески расположенных катушки с отно- i /Шением чисел витков внешней и внутренней катушек 1:2 нечетных катушечных групп и с одинаковыми числами СО 00 витков в катушках четных катушечных групп, причем шаги rto пазам катушек четных катушечных групп на два пазоо вых деления меньшие по сравнению с 00 соответствующими катушками нечетных катушечных групп, а дополнительные катушки обмотки, состоящие из трех катушек с порядковыми номерами 2 , 6, 10 , концентрически расположены по отношеншо к четным катушечным группам с пopядкoвы и номерами соответственно 2, 6, 10 вне этих групп.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ И4ЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 14

3(5D

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3563690/24-07 (22) 11.03,83 (46) 15.06, 84. Бюл. 9 22 (72) Г.М .Киричек (71) Институт электродинамики

AH УССР (53) б 21 ° 313. 333. 2.045.58 (088. 8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 70232, кл. Н 02 К 3/28, 1936.

2. Авторское свидетельство СССР

9 467434, кл. Н 02 К 3/28, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

9 680111g кл. Н 02 К 3/28, 1970.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3436364/24-07., кл. Н 02 К 17/14, 1981. (54) (57) ТРЕХФАЗНАЯ ТРЕХСКОРОСТНАЯ

ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО TOKA с отношением чисел пар полюсов 2: 3: 4, состоящая из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к основным четным катушечным

° группам,в которой четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8., а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с порядковыми номерами 1-7, 9-3, 5ll и подключены средними точками к точкам соединения двух четных катушечных групп в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9-36-12, 5-11-2-8 и с выводами из этих точек для числа пар полюсов р 2, причем четные и нечетные катушечные группы в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных четных катушечных групп и подключены последовательно к точке соединения основных катушечных групп 4-8-12 встречно с этими группами, а выводами для числа пар полюсов р = 4 являются объединенные выводы катушечных групп l и 7, 9 и 3, 5 и 11 и для р = 3 объединенные выводы катушечных групп 1,9,5 и 7;3 и

11 и вывод из начальной точки после- цр

С довательно соединенных дополнительных катушек, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения ипя чиспе пенсе Н 48, повышения использования обмотки и улучшения характеристик двигать;., Я четные и нечетные катушечные группы обмотки содержат по две концентри- " чески pBclIoJIoKBHHEdx катушки с отно-, шением чисел витков внешней и внутренней катушек 1:2 нечетных катушеч ных групп и с одинаковыжи числами витков в катушках четных катушечных групп, причем шаги )1о пазам катушек четных катушечных групп на два пазовых деления меньшие по сравнению с соответствующими катушками нечетных катушечных групп, а дополнительные катушки обмотки, состоящие иэ трех

Р катушек с порядковыми номерами 2 б, 10, концентрически расположены по отношению к четным катушечным группам с порядковыми номерами соответственно 2, б, 10 вне этих групп.

1О9ВОВО

Изобретение относится к мн огоск оростным полюсопереключаемым обмоткам электрических машин переменного ток а.

Известна трехфазная трехслойная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2: 3: 4 (1), Однако зта обмотка имеет большое число выводов на переключатель частоты вращения (15 выводов), что усложняет переключающую аппаратуру, 1 О

Известна трехфаэная полюсопереключаемая обмотка для отношения чисел пар полюсов 2:3т-.4, состоящая из

12 одинаковых катушечных групп, соединенных Т-образно с тремя параллель-.15 ными ветвями. Для переключения чисел пар полюсов используют 11 выводов (2j Ä

Недостатками такой обмотки являются сравнительно большое число выводов и несимметрия токов в фазах при числе2О пар полюсов, кратном -..ðåì.

Известна трехфазная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2: 3: 4, содержащая 12 катушечных групп, соединенных Т-образно с

25 тремя параллельными ветвями „В обмотке обеспечивается симметрия токов в фазах при всех значениях чисел пар полюсов путем выделения части витков иэ четырех катушечных групп и вклю-. чением их встречно по отношению к остальным частям этих катушечных групп, (3)

Недостатком данной обмотки являет= ся сравнительно большое число выводов (11 выводов) на переключатель 35 частоты вращения, Наиболее близкой к изобретению является трехфазная трехскоростная обмотка, состоящая иэ 12 основных катушечныХ групп с двумя катушками в кажд и груп .-е и б дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам. Четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными группами в каждой. ветви, а нече.- ные катушечные группы включены между собой по две встречно и соединены .Эм средними точками с точками соединения четных катушечных групп в парал-.лельных ветвях, причем в точках соединения четные и нечетные катушечные группы включены между собой согласно, Дополнительные катушки выпол=

55 нены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп и включены последовательно в фазу. 8 при р = 3, причем три из них включены согласно, а три других встречно по отношению к основным катушечным группам этой фазы. Обмотка однослойная, симметричная, имеет независимые выводы для 65 двух значений чисел пар полюсов.

Переключение частот вращения осуществляется с помощью 10 выводов, Использование обмотки на каждой полюсности составляет 80% (4), Недостатками укаэанной обмотки являются ограниченная область применения, определяемая числом пазов Z

60, и неиспользование 20% обмоточной меди на каждом числе пар полюсов, ухудшающее характеристики двигателя.

Цель изобретения — расширение области применения обмотки для числа пазов Z = 48, повышение использования обмотки и улучшение характеристик двигателя, Указанная цель достигается тем, что в трехфазной трехскоростной обмотк е с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, содержащей 12 основных катушечных групп„ равномерно распределенных по расточке машины, и дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к основным четным катушечным группам, в которой четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катуше хные группы включены между собой по две встречно с порядк оными номерами 1-7, 9- 3, 5-1 1 и подключены средними точками к точкам сое,щлнения двух четных катушечных групп в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9 — 3-б-12, -ll 2-8 и с выводами из этих точек для числа пар полюсов р = 2, причем четные и нечетные катушечные группы в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки выполнены с числом витков в три 1 аза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных четных катушечных групп и подключены последовательно к точке соединения основных четных катушечных групп 4-8-12 встречно с этими группами, а выводами обмотки для числа пар полюсов р 4 являются объединенные выводы катушечных групп

1 и 7, 9 и 3, 5 и 11, для р = 3 объединенные выводы из катушечных групп

1,9,5 и 7, 3, ll и вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек, четные и нечетные катушечные группы обмотки содержат по две концентрически расположенных катушки с отношением чисел витков внешней и внутренней катушек 1:2 нечетных катушечных групп и с одинаковыми числами витков в ка-, тушках четных катушечных групп, причем шаги по паэам катушек четных ка1098080

Трехфазная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 содержит 12 основных катушечных групп2О ,равномерно распределенных по расточке машины, и 3 дополнительных катушки, Четные и нечетные катушечные группы обмотки содержат по две концентрически расположенных катушки с отношением чисел витков внешней и внутренней катушек 1: 2, нечетных катушечных групп и одинаковыми числами витков в катушках четных катушечных групп, а шаги по пазам катушек четных катушечных групп на два пазовых зо деления больше по сравнению с соответствующими катушками нечетных кату/ шечных групп. По отношению к основным четным катушечным группам с порядковыми номерами 2, б, 10 концентрически вне этих групп расположены дополнительные катушки, обозначенные соответственно пор ядк овыми номерами

2, б, 10 (фиг ° 2) и выполненные

/ f / с числом витков в три раза меньшим и 40 сечением меди в три раза большим (намотаны в три провода) по сравнению с катушками основных четных катушечных групп. Основные четные катушечные группы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви с-двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в ветвях

10-4, 6-12, 2-8, а основные нечетные катушечные группы соединены по две встречно с порядковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11. Точки соединения нечетных катушечных групп соединены со средними точками параллельных ветвей, образованных четными катушечными группами с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения

1-7-10-4, 9-3-6-1 2, 5-11-2-8, причем четные катушечные группы включены согласно по отношению к нечетным ка- 60 тушечным группам, Все дополнительные катушки соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп 4-812 встречно с этими группами. 65

Схема соедин ени я элемен тов обмотки обеспечивает симметрию токов в фаз ах при всех значениях чисел пар полюсов.

При р = 3 это достигается путем включения в фазу трех дополнительных катушек, которые выполняются с диа-. метральным шагом по пазам для данного числа полюсов и имеют более высокий обмоточный коэффициент по сравнению с остальными катушечными группами (фиг, 2). Это позволяет получить практически симметричную трехфазную систему ЭДС обмотки для

Т-образного соединения фаэ при р = 3.

При р = 2 симметрия токов в фазах с четырьмя параллельными ветвями обеспечивается выполнением катушечных групп обмотки с практически одинаковыми числами эффективных витков благодаря выполнению катушек четных и нечетных катушечных групп и с различ- ными шагами по пазам и различными числами витков в катушках, При р 4 симметрий токов в фазах с двумя параллельными ветвями обеспечивается последовательным включением четной и нечетной катушечных групп в каждую из параллельных ветвей фаэ обмотки.

В обмотке получено высокое использование обмоточной меди, составляющее при р а. 2 и р = 4 87,5В, а.при р = 3 тушечных групп на два пазовых деления меньшие по сравнению с соответствующими катушками нечетных катушечных групп, а дополнительные катушки обмотки, состоящие из трех катушек с порядковыми номерами 2, 6, 10 концентрически расположены по отношению к четным катушечным группам с порядковыми номерами соответственно 2, б, 10 вне этих групп, На фиг. 1 представлена схема сое- 10 динения элементов трехфазной трехскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 2:3:4; на фиг. 2 развернутая схема трехфазной трехскоростной обмотки с числами полюсов 15

4, 6, 8 для числа пазов Z = 48.

Обмотка имеет 10 выводов, Выводы

А4, В4, С сделаны из точек соединения основных катушечных групп 1-70-4, 9-3-6-12, 5-11-2-8, а вывод В из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек..

Из основных нечетных катушечных групп

1, 9, 5, 7, 3, 11 сделаны выводы, обозначенные соответственно А8/А6, C8/A6 g В8/А6, А8/Сб к С8 /Сб i В8/С6 (фиг . 1 ) ° Предложенная трехск яростная обмотка выполняется однослойно-, двухслойной и применяется для числа пазов Е = 48 и кратного 48. Однослойная часть обмотки составляет .87, 5Ъ.

Работа двигателя с данной обмоткой при числах пар полюсов р = 2 и р = 3 осуществляется при соединенных между собой выводах А8/Аб, В6/А6, C6/А6 и А8/C6 B8/C6 ° С8/Сб, что обеспечивает независимые входы обмотки для р = 2 и р = 3 и соединение фаз соответственно в звезду с четырьмя параллельными ветвями и

Т-образно с тремя параллельными ветвями,При р 2 трехфазное питание подается на выводы А4, В4, С4, а при р = 3 на соединенные выводы А8 А6

В8/А6, С8 А6 А8/С6, В8/С, С8/Сб и вывод В6. При р = 4 обмотка соЕдиняется в звезду с двумя параллельными ветвями, а питание подается на соединенные по два выводы А8/А6

A8/C„ В8 A6 — Вз /Ce C8 A6 — С8/С6 .

1Ое808О

75%, Это достигнуто благодаря уменьшению вдвое числа дополнительных катушек, которые составляют 12,5% от всей обмотки.

По.сравнению с известной трехскоростной обмоткой с отношением чисел

Пар полюсов 2:3:4 предложенная обмотка отличается более высоким (на

7,53) использованием обмоточной меди при, р = 2 и р .= 4 и меньшим на 10

16,6% количеством элементов обмотки, что обеспечивает повышение использования габарита и улучшение характеристик двигателя, снижение трудоемкости изготовления, Обмотка име 15 ет небольшое число выводов и независимые входы для чисел пар полюсов р = 2 и р 3. Она может найти широкое применение в многоскоростных двигателях переменного тока, в машйнах с внутренним каскадом.

Экономический эффект от внедрения предложенной обмотки в машинах переменного тока достигнут благодаря расширению области применения для числа пазов Z = 48 и кратного 48, повышению использования обмоточной меди и улучшению характеристик двигателя. В базовых двигателях новой серии 4А с числом пазов Е = 48 и отношением чисел пар полюсов 2:3:4 используются две отдельные обмотки, одна иэ которых двухскоростная. Применение в этих двигателях предложенной обмотки позволяет увеличить мощность двигателя на 25-30%, снизить трудоемкость изготовления обмотки на 30-35% по сравнению с базовым двигателем, повысить надежность электропривода.

1098080 г

_#_ и и и

Я

Ю

fl и

sl

as б

Е

ВНИИПИ Закаэ .4220/44 ....Тираж .бб7 .. Подписное

»»»»»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4