Трехфазно-однофазная совмещенная обмотка статора

 

1. ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА СТАТОРА с числами пар полюсов PI/Pj 1/6, выполненная двухслойной в двадцати четырех пазах из шести распределенных катушечных групп с концентрическими катушками и соединенная в две параллельные трехфазные звезды, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р , а их нулевые точки - два дополнительных зажима для полюсности р, отличающаяся тем, что, с целью увеличения использования меди и улучшения параметров для полюсности р и PJ, в каждой катушечной группе, содержащей четыре катушки с шагами по пазам у 12 - 2(к-1), катушки с номерами к 1 и 3 оединены последовательно-согласно и образуют первую подгруппу, катушка р номером к 2 образует вторую подгруппу, катушка с номером к 4 образует третью подгруппу, в первой фазе в первую звезду включены последорательно первая и вторая подгруппы катушечной группы-первой и третья подгруппа катушечной группы четвертой, в первой фазе во вторую звезду включены последовательно первая и вторая подгруппы катушечной группы четвертой и третья подгруппа катушечной группы первой, о. ч причем подгруппы катушечной группы четвертой включены встречно относительно подгрупп катушечной группы первой, конец первой подгруппы катушечной группы первой и начало первой подгруппы катушечной группы четвертой соединены вместе, а другие фазы выполнены так же, как и первая фаза и номера их катушечных групп чередуются относительно групп первой СП фазы с интервалом в две группы для второй фазы и в четыре группы для О) третьей фазы, где к 1-4 - номер катушки в катушечной группе. 2. Обмотка по п. 1, о т л и ч аю-щ а я с я тем, что, числа витков катушек с номерами к 1, 2, 3, 4, в каждой катушечной группе относятся как 2:3:2:1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„114151

4(51) Н 02 К 3 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3659488/24-07 (22) 26.07.83 (46) 23.02.85. Бюл. N 7. (72) В.И. Попов (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический инст.итут А.А. Жданова (53) 621.313.333.2.045.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 243033, кл. Н 02 К 3/00, 1973.

2. Попов В.И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты.

H. "Энергия", 1980, с. 51, рис.35а (прототип).

3. Шуйский В.П. Расчет электрических машин (Пер. с нем. ), Л,, "Энергия", 1968, с. 414-430. (54)(57) 1. ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ

СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА СТАТОРА с числами пар полюсов р„ /р, = 1/6, выполненная двухслойной в двадцати четырех пазах из шести распределенных катушечных групп с концентрическими катушками и соединенная в две параллельные трехфазные звезды, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р„, а их нулевые точки — два дополнительных зажима для полюсности р,, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения использования меди и улучшения параметров для полюсности р и р,, в каждой катушечной

1 группе, содержащей четыре катушки с шагами по лазам У вЂ” 12 — 2(к-1) катушки с номерами к = 1 и 3 соединены последовательно-согласно .и образуют первую подгруппу, катушка а номером к = 2 образует вторую подгруппу, катушка с номером к = 4 образует третью подгруппу, в первой фазе в первую звезду включены последовательно первая и вторая подгруппы катушечной группы первой и третья подгруппа катушечной группы четвертой, в первой фазе во вторую звезду включены последовательно первая и вторая подгруппы катушечной группы четвертой и третья подгруппа катушечной группы первой, причем подгруппы катушечной группы четвертой включены встречно относительно подгрупп катушечной группы первой, конец первой подгруппы катушечной группы первой и начало первой подгруппы катушечной группы четвертой соединены вместе, а друГие фазы выполнены так же, как и первая фаза и номера их катушечных групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалом в две группы для второй фазы и в четыре группы для третьей фазы, где к = 1-4 — номер катушки в катушечной группе.

2. Обмотка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, числа витков катушек с номерами к = 1, 2, 3 4, в каждой катушечной группе относятся как 2:3:2: 1.

1141516

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз. 5 !

Известны совмещенные электромашинные обмотки, выполненные в виде параллельных ветвей для одной полюсности р, каждая из которых содержит

t распределенные катушки и имеет выво- 10 ды средних точек для зажимов начал фаз другой полюсности р . Угол между осями катушек ветви равен 2 г / (р,+ р, ) радиан, а число витков катушек пропорционально углу их сдвига относи- 15 тельно оси ветви Г1>.

Недостатки таких обмоток — сложность конструкции и изготовления, большие потери от .уравнительных токов в ветвях. 20

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является совмещенная трехфазная обмотка с числами пар полюсов р„ /р, = 1/6, выполненная из шести распределенных катушеч- 25 ных групп, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р, а их концы соединены

Э в два дополнительных зажима для по- щ люсности р,. Обмотка может выполняться однослойной или двухслойной из равношаговых или концентрических катушек (23.

Недостатком известной обмотки 35 является низкий обмоточный коэффициент для полюсности р,, что ухудшает параметры обмотки.

Цель изобретения — увеличение использования меди и улучшение параметров для полюсности р и р, путем выполнения обмотки с разновитковыми концентрическими катушками по типу минусных обмоток.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазно-однофазной совмещенной обмотке статора с числами пар полюсов р„/р, = 1/6; выполненной двухслойной в двадцати четырех ,пазах из щести распределенных катушечных групп с концентрическими катушками и соединенной .в две параллельные трехфазные звезды, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р,, а их нулевые точки — два дополнительных зажима для полюсности р,, в каждой катушечной группе, содержащей четыре катушки с шагами ло лазам у = 12 2(-1) к катушки с номерами к = 1 и 3 соединены последовательно-согласно и обра— зуют первю подгруппу, катушка с номером к = 2 образует вторую подгруппу, катушка с номером к = 4 образует третью подгруппу, в первой фазе в первую звезду включены последовательно первая и вторая подгруппы катушечной группы первой и третья подгруппа катушечной группы четвертой, в первой фазе во вторую звезду включены последовательно первая и вторая подгруппы катушечной группы четвертой и третья подгруппа катушечной группы первой, причем подгруппы катушечной группы четвертой включены встречно относительно лодгрулл катушечной группы первой, конец первой подгруппы катушечной группы первой и начало первой подгруппы катушечной группы четвертой соединены вместе, а другие фазы выполнены так же, как и первая фаза и номера их катушечных групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалом н две группы для второй фазы и в четыре группы для третьей фазы, где к =. 1- 4 — номер катушки в катушечной группе.

Числа витков катушек с номерами к = 1, 2,. 3, 4, в каждой катушечной группе относятся как 2:3:7:1.

На фиг. 1 показана развернутая

:схема совмещенной обмотки с р /р

1 2

1/б, выполненной известным способом; на. фиг. 2 — схема предлагаемой обмотки; на фиг. 3 < 4 — чередования фазных зон предлагаемой обмотки при равновитковых (Лиг. 3) и разновитко-вых (фиг. 4) катушках," на фиг. 5 многоугольники ИДС обмоток фиг. 1 и 2; на фиг. б — диаграмма ЗДС предлагаемой обмотки для полюсности р = 1.

Обмотка (фиг, 1 и 2) выполнена в двадцати четырех пазах из шести распределенных катушечных групп с концентрическими катушками (с номерами от 1 до 6). Группы соединены в две параллельные трехфазные звезды, начала которьг образуют трехфазные зажимы С 1, С2, С3, для полюсности р, = i, а их нулевые точки — дна дополнительных зажима 01 и 02 для полюсности р = 6.

В обмотке по фиг. 1 выполненной известным способом, однослойные равновитковые катушки имеют шаги по

114151

Верхний ряд стрелок на фиг. 1 и 2 показывает направления токов при питании обмотки через зажимы С1, С2, СЗ трехфазным током (р, = 1), а ниж- 50 ний ряд — при питании обмотки через зажимы 01 и 02 однофазным током (р. = 6). Переменное поле с полюс2 ностью р„ = 1 на дополнительных зажимах 01 и 02 не наводит ЭДС.

Для предлагаемой обмотки каждой катушечной группы имеются коэффици-. енты укорочения: для полюсности

3 пазам у = 11 и 9 (средний шаг у

- П ср — 10). В фазе С1 в первую звезду включена группа первая, а во вторую звезду — встречно включенная группа четвертая . Номера групп других фаз чере- 5 дуются относительно групп первой фазы с интервалом в две группы для фазы С2 и в четыре группы для фазы CÇ.

Обмоточные коэффициенты такой обмотки равны: для полюсности р = 1 — 10

К,g, = 0,9577; для полюсности р = 6— р, = О, 707

В предлагаемой обмотке (фиг.2) двухслойные катушки имеют шаги по пазам у„ = 12-2(к-1) = 12, 10, 8, 6, 15 где к = 1-4 — номер катушки в группе.

Катушки каждой катушечной группы разбиты на три подгруппы: катушки с номерами к = 1 и 3 соединены последовательно-согласно и образуют первую 20 подгруппу, катушка с номером к = 2 образует вторую подгруппу, катушка с номером к = 4 образует третью подгруппу. В первой фазе С1 в первую звезду включены последовательно пер- 25 вая и вторая подгруппы катушечной группы первой и третья подгруппа катушечной группы четвертой, в первой фазе во вторую звезду включены последовательно первая и вторая подгруппы катушечной группы четвертой и третья подгруппа катушечной группы первой, причем подгруппы катушечной группы четвертой включены встречно относительно подгрупп катушечной группы

35 первой, конец первой подгруппы катушечной группы первой и начало первой подгруппы катушечной группы четвертой соединены вместе. Две другие фазы

С2 и СЗ выполнены так же, как и фаза 40

С1 и номера их катушечной групп чередуются относительно групп фазы С1 с интервалом в две группы для фазы

С2 (группы с номерами 3 и -6) и в четыре группы для фазы СЗ (группы 45 с номерами 5 и -2). р, = 1 — К„„= 1,0; 0,9659; 0,866;

0,707; для полюсности р = 6 — К = 0

2 М6 1

1,0; 0; -1,0. Обмоточные коэффициенты обмотки по фиг. 2 равны: при равновитковых катушках (фиг. 3) — К,,= — (1,0+0,9659+0,866+0,707)4 = 0,8848 (средний шаг у, = 9), К,, = 1,0; при числах витков катушек в отношении: 2:3:2:1 — К, „= (2 1,0+3 0,9659+

+ 2 О, 866+0,707)8 = 0,9171 (средний шаг у, = 9,5), К = 1,0. Все пазы в обмотке имеют одинаковое число витков.

Таким образом, в предлагаемой обмотке использование меди выше, чем в известной в 10 (0,8848 1,0) (0,9577 0,707)9 = 1,45 раза при . равновитковой обмотке и в 10 (0,9171

1,0):(0,9577 0,707)9,5 = 1,43 раза— при разновитковых катушках. Так как половина катушек выведена иэ цепи для полюсности р, = 6 (между зажимами 01 и 02), то улучшаются параметры обмотки для полюсности р,; повышается обмоточный коэффициент, снижаются вдвое потери в меди.

На диаграмме ЭДС (фиг. 6), построенной для полюсности р„= 1 обмотки по фиг. 2, векторам ЭДС первых подгрупп приписан номер катушечной группы, а векторам ЭДС подгрупп вторых и третьих — номер группы со штрихом и с двумя штрихами.

На фиг. 5 при помощи вспомогательной треугольной сетки построены многоугольники МДС (3 1 для полюсности р = 1 обмотки по фиг. 1 (наружный многоугольник м), обмотки по фиг. 2 с равновитковыми (фиг. 3) катушками (внутренний 12-угольник, Б), обмотки по фиг. 2 с разновитковыми (фиг. 4) катушками (24-угольников). В центре фиг. 5 показаны векторы токов фазных зон (фиг. 3 и 4) А-Z-В-Х-С-Y. Вычисляя по фиг. 5 радиусы пазовых точек многоугольников относительно центра, получим (сторона сетки принята эа две единицы) значения среднего радиуса для фиг. 5а — R$ = 216; для фиг. 5ÅR = 184; для фиг. 5в — R = 197,5.

Радиус окружности, соответствующей основной гармонике МДС (р„ = 1) по (31 R = / — 4 4 К, (ðàâåí: для фиг. 5a — R = 214,0945, для фиг.5б—

R = 182,7565, для фиг. 5в — R

196,3519. По значениям Р и R вычисляем коэффициент дифференциального рассеяния обмотки (3)6< =

1141516

Фиг. Л f(R+/Rj — 1) 100%: для обмотки по фиг. 1 — 6* = 0,889%, для предлагаемой обмотки (фиг. 2) равновитковой — 6 = 0,679% и разновитковой—

6» 0,583Х.

Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной имеет меньшее содержание высших гармоник в кривой ЩС для полюсности

Р, = 1 в 0,889:0,679 = 1,31 раза при равновитковых и в 0,889:0,583

= 1,53 раза при разновитковых катушках.

Предлагаемая обмотка имеет по сравнению с известной лучшие параметры для полюсности р„ и р, а также лучшее использование меди.

1141516

У сг

Составитель А. Кецарис

Редактор Н. Данкулич ТехредИ.Надь

Корректор И. Эрдейи

Подписное

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

Заказ 509/42 Тираж 646

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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