Трехфазно-однофазная совмещенная обмотка электрических машин

 

1. ТРЕХФАЗНО-ЮДНОФАЗНАЯ СОВЖЩЕННАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ М/ШИН, выполненная в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по пазам (i-1) для одних и с у|(в9-2(к-1) для других групп с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые вывотд которых образуют два дополнительных вывода для полгосцости Зр-6, катушки кшвдой группы содержат и соединены в фазе последоватбЛ1Ьно для групп с номерши 1,4,7, 10, первые под группы включены в ветвь фазы одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь той же фазы другой звезды со встречньм включением катушек четных групп . относительно катушек нечетных групп, а номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы, отличающая ся тем, что, с целыо упрощения конструкции, увеличения использования меди и улучшения параметров, группы имеют по три катушки и выполнены с шагами по пазам у для групп 2,6,10 и с у для остальных групп, однослойная наружная катушка групп 4,8,12 содержит две остальные катушки с числами витков по Wj( , подгруппа первая содержит наружную катушку для групп с шагами Уц , подгруппа вторая - внутреннюю катувнсу для всех групп, средние катушки групп фазы 1,4,7 и ос- ; тавшаяся наружная катушка группы 4 соединены последовательно с наружной и средней катушками группы 10 S дополнительную ветвь, начало подключено к зажиму фазы, а конец - к концу второй подгруппы групН пы 10 и началу первой подгруппы группы 1 , а подгруппы групп соединены в две ветви и их концы подключены к указанным допелнительньм зажимам, где i номер катушки в группе, число витков в остальных двухслойных катушках групп. 2. СЮмотка по П.1, о т л и ч а юц а я с я тем, что катушки дополнительной ветви фазы имеют в 2,5-3 раза меньшее число витков и во столь: ко же р;аз большее сечение проводников , чем остальные катушки групп.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CCUNINII

PKCllVSJINÊ

/ ае (11) gag Н 02 К, 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВ ЮРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДМ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ЛВ ИВСВ ПВФВ Я (21) 3517278/24-07 (22) 03;12.82 (46) 30.11.84. В. tt 44 (72) В.И.Попов, Г.И.Гукасян и P.И.Ианукян (7t) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А.А.Жданова и Армянский электромашиностроительный завод им. В.И.Ленина .(53) 62t.313.333.2.045.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 382198, кл. Н 02 К-3/00,,Н 02 K 47/18, Н 02 К 17/14, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР, У 313503, кл. Н 02 К t9/36, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР .по заявке Р 2937888/07, кл. Н 02 К 3/28, Н 02 К 19/36, 1978. (54) (57) 1 ° ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ

СОВИЕЩЕННАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ИАПИН, выполненная в 39 лазах из l2 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по павам .у; 10-2(i-1) для одних и с у,"9-2(к"1) для других групп с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных выводе для полюсности Зр 6, катушки каждой группы содержат подгруппы и соединены в фазе последоватайьно для групп с номерами 1,4,7, 10, первые подгруппы включены в ветвь фазы одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь той же фазы другой звезды со встреч вью включением катушек четных групп . относительно катушек нечетных групп, а номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, увеличения использования меди и улучшения параметров, группы имеют по три катушки и выполнены с шагамн по пазам у . для групп 2,6,t0 и с у„ для остальных групп, однослойная на ружная «атушка групп 4,8,12 содер-. жит две остальные катушки с числами витков по В„; подгруппа первая. содержит наружную катушку для групп с шагами у, подгруппа вторая - вну" треннюю катушку для всех групп, средние катушки групп фазы 1,4,7 и ос« . тавшаяся наружная катушка группы 4 соединены последовательно с наружФ ной и средней катушками группы 10 сФ

s д о пnо лиHиHтTе ль нHу ю вnеeт в ь, начало кото. рой подключено к зажиму фазы, а конец - к концу второй подгруппы груп-: пы 10 н началу первой подгруппы группы 1, а подгруппы групп соединены в две ветви и нх концы подключены к указанным дополнительньк зажимам, где l к=1+3 - номер катушки в группе, Юк- число витков в остальных двухслойных катушках групп.

2. Обмотка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что катушки допол-нительной ветви фазы имеют в 2,5-3,)Эз .раза меньшее число витков и во столь- . ко же раз большее сечение проводников, чем остальные катушки групп.

7045

Ф 112

Изобретение относится в обработ.кам совмещенных электрических машин и может применяться, например, в синхронных машинах с возбуждением от третьей гармоники поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз:и др.

Известны совмещенные электромашинные обмотки, выполненные из 12 распределенных катушечных групп, со- 1О единенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфаэные зажимы для плоскости

p=1, а концы подключены к двум до полнительным выводам для полюсности

Ьр=б t1).

Недостаток их — ограниченная область применения.

Известна также совмещенная обмотка статора синхронной машины с возбуждением от третьей гармоники поля, выполненная из распределительных катушек, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные.зажимы для полюс-25 ности р, а концы подключены к двум дополнительным выводам полюсности Зр, причем катушки ветвей имеют различные шаги и числа витков так, что 1произведения в ветвях чисел витков на ЗО обмоточный коэффициент для полюсности р равны I23.

Недостатки такой обмотки - сложность конструкции и изготовления, неравномерное и неполное заполнение пазового слоя низкий обмоточный

3S коэффициент.и плохая форма кривой

НС для полюсности Зр и др.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае-, 40 мому результату является совмещенная электрома шинная обмотка, выполненная двухслойной в 39 пазах иэ 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по на45 эам у;10-2(1-.1) для групп 1,5,9 из четырех катушек и с у„ 9-2(к-1) для остальных групп из трех катушек, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют

56 трехфаэные зажимы для полюсности р2, а концы подключены к двум допол .нительным выводам для полюсности

3Р 6. Катушки каждой группы разбиты на две группы: в одной ветви соеди55 иены последовательно подгруппы пер- .. вые, в другой ветви - подгруппы вторые соответствующих групп фазы,и катушки подгрупп выполнены разновит= ковыми (3 ).

Недостатки известной обмотки — . сложность конструкции и изготовления, низкий обмоточный коэффициент для полюсности Зр, что снижает использование меди и ухудшает параметры для.полюсности 3 р .

Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления путем выполнения катушек равновитковыми, увели-. чение использования меди 1и улучшение параметров путеМ йовьппеиия обмоточных коэффициентов.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазно-однофазной совмещенной обмотке электрических машин, выполненной в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по пазам у;10-2(1-1) для одних и с у, 9-2(к-1) для других групп с соединением фаэ в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два допол- нительных вывода для полюсности

Зр=б, катушки каждой группы содержат подгруппы и соединены s фазе .последовательно для групп с номерами

1,4,7,10, первые подгруппы включены в ветвь фазы одной звезды, вторые подгруппы — в ветвь той же фазы другой звезды со встречным включением катушек четньи групп относительно катушек нечетных групп, а номера других фаз чередуютея с интервалом в четыре группы, группы имеют по три катушки и выполнены с шагами по назам у; для групп 2,6,10 и с у „для. остальных групп, однослойная наружная катушка групп 4,8, 12 содержит две отдельные катушки с числами витков no N„, подгрунна первая содержит наружную катушку для групп с шагами у, подгруппа вторая— внутреннюю катушку для всех групп, средние катушки групп 1,4,7 фазы и оставшаяся наружная катушка группы

4 соединены последовательно в наружной и средней катушками группы

10 в дополнительную ветвь, начало которой подключено к зажиму фазы, а конец — к концу второй подгруппы группы

10 к началу первой подгруппы группы 1, а подгруппы групп фазы соединены в две параллельные ветви и их концы подключены к дополнительньпк зажимам, где l к 1-3 - номер катушки в группе, ш — число витков в осталь« ных двухслойных катушках групп.

3 11270

Кроме того, катушки дополнитель- ной ветви фазы имеют в 2,5-3 раза меньшее число витков и во столько же раз болыпее см ение проводциков, чеи остальные катушки групп.

На фиг.1 изображена развернутая схема обмотки, на фиг.2 - упрощенная схема одной фазы, на фиг.3 и 4 - . диаграммы. сдвига осей групп обмотки для полюсности 2 и 3 =6 соответст- 10 венно. Обмотка (фиг. 1) выполнена в 39 па-. зах из 12 распределенных катушечных групп (с номерами 1-12) с тремя концентрическими-катушками в каждой с шагами по паэам у110-2(«-1)=10,8,6 для групп с номерами 2,6, 10 и с у 9-2(к-1)=9,7,5 для остальных к групп, где 1=к1-3 — номер. катушки в группе. Обмотка имеет три фазы для полюсности р =2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы. которых 01-02 образуют два дополнительных зажима для полюсности

31«6. Катушки каждой группы разбиты ,на подгруппы и в фазе соединены по-.; следовательно для групп 1,4,7, 10, . .первые подгруппы в ветвь фазы одной звездй, вторые подгруппы - I ветвь той же фазы другой звезды со встречньж включением катушек четных групп

4 и 10 относительно катушек нечетных групп 1 и 7. Номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы (номера групп 5,8, 11, 2 для второй и 9, 12,3,6 для третьей

35 фазы) . Однослойная катушка наружная групп 4,8,12 содержит две отдельные катушки с числами витков по Ю, где Фк- число витков остальных двухслойных катушек групп. Подгруппа первая содержит наружнув катушку для групп с шагами у, подгруппа вторая - внутреинюв катушку для всех групп. Средние катушки групп 1,4,7 фазы и оставшаяся наружная катушка группы 4 соединены последовательно с наружной и средней катушаии группы 10 в дрполнительнув ветвь (фиг.2):. начало которой образует зажим фазы С1, а конец подключен к концу второй подгруппы групны l0 и началу первой подгруппы группы 1, e подгруп. пы ryyrm фазы соединены в две- караллельные ветви и их концы подключены к дополнительным зажимам 01 и 01.

$5

Аналогично выполнены и фазы С2 и СЗ.

Стрелками на фиг.1 показаны на1 правления токов: верхний ряд - rrpa

45 4 питании обмотки через выводы Ci, С2, СЗ трехфаэныи током (р =2), а нижний ряд - при питании обмотки через .выводы 01-02 однофазным током.

На фиг.З и 4 показаны диаграммы сдвига осей групп, где осям приписаны номера групп. Для полюсности

p=2 оси групп сдвинуты на углы

60 4 4 где, eL4»615 (фиг.3), а для

Зр=6 — на: углы 180 1 З, где 3

13»845е (фиг,4)..

ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения, равным для полюсности р 2-1 0,9992, 0,9605, 0,823 — для групп 2,6,10, .

К =0,9927, 0»90345, 0,7212 — для остальных трупп для полюсности

3p=6 („@-0,9927, -0,663, 0,2393для груйп 2,-6,10, К 0,935, -0,2393, 0,663 — для остальных групп.

Для полюсности р2 ЭДС частей фазы (фиг.2) с учетом сдвига осей групп (Фиг.3) равны: для дополнительной ветви С1-0-Е О,90345(1+

+2cosd)+0,9927+0,9992+0,9605=5,657, для ветви 0-01-Е.,-0,9927,1+2«маА)=

=2,972, для ветвй 0-02-Е,=0,7212(1+

+2c0sk)+0,823=2,982 (число витков катушек принято эа единицу). Так как ЭДС Е и Е"„ пракФически одина» ковые, то на выводах 01-02 поле с полюсностьв =2 ЭДС практически не наводит. ЭДС фазы полюсности р2 равна Ер=Е +(Е +Е") /25,657+2,977 *

8,634 н обиоточньФ коэффициент равен К < =8,634/(6+3,5) 0,909. Для полюсности Зр=6 ЭДС.между выводали

01-02 с учетом сдвига осей групп (фиг.4) равна .Е (0,935+0,663) (1+2Юъ ЗЫ)+О ° 239 4,94 и обмоточный коэффициент равен К =4,94/7=0,706. фбя»

Дополнительная ветвь С1-0 выведена нз цепи для полюсности 3 фазы, что повышает обмоточный коэффициент для полюсности Зр. Все двухслойные катушки обмотки имеют по w витков, а наружные однослойные катушки групп

4,8, 12 (содержащие по две отдельные катушки по а„витков) - 2 и витков

По сравнению с обмоткой по прототипу 13, имеющей К, К, 0,883»

«0«525, предлагаемая обмотка имеет в (О, 909 О, 706) / (О» 883» О, 525) 1 ° 38 раза лучшее использование меди. Кро. ме того, она проще в изготовлении .из-за равновитковык катушек групп, а также имеет лучшие параметры для цепи с полюсностью Зр=6 (меньшие

1127045 б

1 катушек первых и вторых подгрупп, т.е. катушки дополнительной ветви должны иметь в 2,8 раза меньшее число витков и во столько жв раз большее сечение проводников, чем остальные катушки групп обмотки. фиг. б

1 7

1Z

Ю

У

5 4 r0

0f И

Фие.2

f0

Фиг. Ф

Составитель А.Кецарис

Техред Л.Коцюбияк Корректор Г.Решетник

° ю Ю \ ° »М A ÞÞ тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Редактор К.Волощук, Заказ 8752/42 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 активные и индуктивные сопротивления рассеяния) .

Для согласования параметров цепей дпя полюсиостей p=2 и Зрб катушки дополнительной ветви можно выполнять и с другими числами витков по сравнению с остальными катушками.

Если предлагаемую обмотку использовать для синхронной машины с возбуждением от третьей гармоники поля 10 на напряжение, например, 400 В, то при ее применении на напряжение

230 В и при сохранении прежними параметров для (Зр=6)-нолюсной цепи (й параметров обмотки возбуждения ро- 15 тора), число виткой катушек дополнительной ветви (ветвь Ct-0 фазы на фиг.2) следует определять из условия

5э657Х+2вÈÓш„=8>.634 %„ ФЗ 5,ОМ/к, откуда Х=О,36 е„(%<- число витков 20

Для, упрощения изготовления обмотки целесообразно катушки групп 3,4,7 фазы наматывать на шаблоне непрерывно, что нри укладке их в пазы исключает выполнение междукатушечных соединений. Этим обусловлен указанный порядок чередования катушечных групп с вагами у, и у .. Обмотка может при. меняться на статоре одномашинных преобразователей частоты и числа фаз и в других типах совмещенных электро« машинных и электромагнитных устройств с вращающимся магнитным полем.