Трехфазная двухслойная полюсопереключаемая обмотка
Союз Советских
Соцмалмстмческни
Республми
O П И С А Н И Е ()866653
ИЗОБРЕТЕН ИЯ к лвтовскоиь свидительствю (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.01.80 (21) 2868717/24-07 . 1 с присоединением заявки М (5 3 ) M. Кл.
Н 02 К 3/28
Раударотааввй комитет
СССР (23) Приоритет— аа делам иэобретаиий и открытий
Опубликовано 23.09.81 бюллетень М 35
Дата опубликования описания 23.09.81 (53) УДК 621.3. .045.58 (088.8)
Г. А. Пекерман и Л. Я. ишлер
J i (72) Авторы изобретения
1;14; °,(, : (,: т г - . т i (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ
ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА
- Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроснии для создания двухскоростных электрических машин.
Известна трехфазная полюсопе реключаемая обМотка двухскоростной электрической машины, каждая фаза которой состоит из трех ветвей, причем вторая и третья ветви выполнены иэ одинаковых катушек, при этом первые ветви состоят из катушек, намотанных иэ провода двойного
10 сечения и имеющих половинное число витков по сравнению с катушками, образующими вторые и третьи ветви, При р1 парах полюсов в каждой фазе первая ветвь соединена последовательно с параллельно соединенными между со15 бой второй и третьей ветвями. При р2 парах полюсов первые ветви исключены из схемы, а вторая и третья ветви соединены последовательно 111.
Недостатком этой обмотки является повышенная трудоемкость, вследствие того, что обмотка выполняется из катушек двух типов.
Известна также обмотка Даландера — трехфазная двухслойная полюсопереключаемая обмотка двухскоростного двигателя с отношением чисел пар полюсов р,/р, = 1/2, содержащая
6р катушечных групп из одинаковых катушек, катушечные группы распределены по фазам в соответствии с формулой S = i + 3t и вклюt чены в фазах последовательно встречно, каждая фаза состоит из двух полуфаз, от начал и концов которых выполнены выводы, в первые полуфазы включены катушечные группы с нечетными номерами, а во вторые полуфазы — катушечные группы с четными номерами, где 1 номер фазы; т — целое число, 0 C t 2р1 — 1;
Si — номер t-ой катушечной группы i 01| фазы (21.
Недостатками известной обмотки являются низкие обмоточные коэффициенты и невозможность обеспечить одинаково хорошее использование активной зоны машины при обоих числах полюсов вследствие того, что при переключении обмотки числа витков в ней можно изменить только точно в отношении 1/2.
Цель изобретения — повышение обмэточных коэффициентов полюсопереключаемых обмоток и обеспечение оптимального использования ак866653 тивной эоны машины при обоих числах полюсов.
Эта цель доститается тем, что трехфазную полюсопереключаемую обмотку с отношением чисел пар полюсов р /vi = 2/4, состоящую иэ
5 одинаковых катушек, число которых больше или равно бр и кратно Зр, выполняют иэ
12р> катушечных групп, число катушек в которых, начиная с первой, соответствует ряду а,, aq, аз. а4, повторенному Зр1 раз, причем в1 =.entier (8э + 05) az = entier (цд +05); аэ = — — а1 — 2а ; а, = а1, катушечные групър пы соединены в каждой фазе в три ветви, которые состоят из катушечных групп с порядковыми номерами, определяемыми выражениями: первая ветвь первой фазы + 61, первая ветвь
15 второй фазы 3 + бт, первая ветвь третьей фазы 5 + át, вторая ветвь первой фазы 8+ 12г, вторая ветвь второй фазы 4 + 120, вторая ветвь третьей фазы 12 + 12г, третья ветвь первой фазы 2 + 12г, третья ветвь второй фазы 10+ 120, третья ветвь третьей фазы 6 + 12г, все соседние катушечные группы, принадлежащие разным фазам, включены встречно, а принадлежащие одной и той же фазе — согласно, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены последовательно, а в первых ветвях — в две параллельшле полуветви, состоящие из равного количества последовательно соединенных любых соседних катушечных групп
I своей ветви, в каждой фазе первая ветвь со- 30 единена последовательно со второй и третьей ветвями данной фазы, причем конец первой ветви и начала второй и третьей ветвей соединены между собой, а от начал первых ветвей и концов вторых и третьих ветвей выполнены выводы, где р| и р — числа пар полюсов обмотки; z —; t — целое число, 0 < t < 2р, — 1; т — целое число, 0 < 8 < р,„— l; entier — выделение ближайшего целого иэ числа в скобках, не превосхо- 4О дящего число, заключенное в скобки.
На фиг. 1 представлена электрическая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки для р> = 2, p> = 4, z = 66; на фиг. 2 — принципиальная схема соединения обмотки, представ- 45 ленной на фиг. 1; на фиг. 3 — схема соединения выводных концов и подключения к сети; на фиг. 4 — кривые намагничивающих сил обмотки.
Трехфазная полюсопереключаемая обмотка при р - 2, р = 4, z = 66 выполнена из одинаковых катушек, состоит из 12р, = 12,2 = 24 катушечных групп. Обмотка двухслойная с шаroM У =8.
Число катушек в первой катушечной группе 5 определяется из выражения
66 а = entier (— 1+ 05); a> = entier (1 +05)
= entier (2,33) = 2,число катушек во второй катушечной группе определяется из выражения
4 аз= entier "+0,5); а = entier(+ 0,5)
entier (4,166) = 4, число катушек в третьей катушечной группе определяется из выражения г . ьь аз =- — „— 2а, — а,; аэ = — 2 4 — 2 =1, число катушек в четвертой катушечной группе равно числу катушек во второй катушечной группе а = а, = 4, Таким образом, распределение катушек по катушечным группам, начиная с первой, соответствует ряду 2, 4, I и 4, повторенному 3p, = 6 раз, На фиг. 4 изображены по порядку номера катушек рассматриваемой обмотки и над ними номера катушечных групп, к которым отнесены катушки в соответствии с рассчитанным распределением катушек по катушечным грутшам. Поскольку обмотка двухслойная, принято, что номера пазов совпадают с номерами тех катушек, сторона которых находится на дне паза, т.е. . в нижнем слое -(распределение показано для половиш статора, вторая половина повторяет первую) .
Обозначим первую фазу через А, вторую фазу — С, третья — В и распределим катушки и катушечные группы по фазам и ветвям фчз.
В каждой фазе катушечные группы соединены в три ветви, причем первая ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 1 + бт (t — целое число, 0 < t < 2p — 1 или 0 < Первая ветвь третьей фазы состоит из катушечных групп с номерами 5 + át, т.е. группы 5, 11, 17 и 23, Вторая ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 8 + 12$ (где г. — целое число, 0 < Р < р1 — 1 или 0 < В C 1), т.е, групп 8 и. 20. Вторая ветвь второй фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 4 + 12 т,е. групп 4 и 16. Вторая ветвь третьей фазы состоит иэ катушечных групп с порядковыми номерами 12 + 129, т.е. групп 12 и 24, Третья ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 2 + 12Р, т.е. групп 2 и 14. Третья ветвь второй фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 10 + 123, т.е. групп !О и 22. Третья ветвь третьей фазы состоит иэ катушечных групп с порядковыми номерами 6 + 12т. т.е. групп,б и 18. Все соседние катушечные группы обмотки, прииарлежащие разным фазам, включаются встречно, а принадлежащие одной и той же фазе — согласно, т.е. группы 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, и т.д. включаются встречно, а группы 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 и т.д. включаются согласно. 15 э 866653 В соответсгвик с этим группы 1 и 2 (фиг. 4) маркируются как фаза А. группы 3 и 4 — С, группы 5 и 6 — В, группы 7 и 8 — А, группы 9 и 10 — С группы 11 и 12 — В и т.д, При соединении катушечных групп (фиг. 1) катушки первых ветвей в каждой фазе соединены в две параллельные полуветви, состоящие иэ равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви. 10 В первой фазе одна полуветвь первой фазы выполнена иэ двух соседних катушечных групп первой ветви 1 и 7, соединенных последовательно. Вторая полуветвь состоит из групп 13 и 19, также соединенных последовательно, а сами полуветви соединены между собой параллельно. В первой ветви второй фазы одна полуветвь состоит иэ двух соседккх катушечных групп 9 и 15 этой ветви, соединенных последовательно, вторая полуяетвь — групп 21 и 3, соединенные последовательно, а полуветвн соединены между собой параллельно. В первой ветви третьей фазы одна полуветвь состоит из двух соседних катушечных групп 5 к 11 этой ветви. соединенных последовательно, вторая полуветвь — из групп 17 и 23, соединенных последовательно, и полуветви соединены между собой параллельно. Во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены между собой последовательно. В каждой фазе первые ветви соединены:последовательно со второй и третьей ветвями, при этом конец первой ветви соединен с началом второй и началом третьей ветвей. От начал первых ветвей фаэ выполнены выводы lн, 2н, и Зн, от концов вторых ветвей— выводы 1к, 2к и Зк. Концы третьих ветвей всех трех фаэ соединены между собой в нуль (фиг, 1 и 2). При подключении к сети выводов lн, 2н и 40 Зн и замыкания между собой выводов lк, 2к и Зк (фиг. 3) получается соединение фаэ обмотки в звезду, в схему включены все катушки, соединенные в каждой фазе в две параллельные ветви. При этом обеспечивается число полюсов 2р, 4. При подключении к сети выводов lк, 2к к Зк и разомкнутых выводах lн, 2н и Зн (фиг. 3) из схемы исключаются катушки первых ветвей всех трех фаэ, во вторых ветвях всех трех фаз имеет место реверснроваиие тока по сравнению с режимом 2р, = 4, соединение третьей и второй ветвек в каждой фазе последовательное, соединение фаэ — звезда. При этом обеспечивается 2р = 8. На фиг. 4 приведены кривые MIlC предлагаемой обмотки, подтверждающие получение двух чисел полюсов 2pi = 4 и 2p> = 8. Обмоточные, коэффициенты К /Ка =,0,659/0,907..Уравнитель6 ные ЭДС в параллельно соединенных контурах обмотки при обоих числа.", полюсов равны нулю, При обоих числах полюсов обмотка симметрична. Отношение индукций в воздушном зазоре В, /В „, 1,0, т.е. обеспечивается оптимальное использование активной зоны машины. Таким образом, использование изобретения позволяет: 1. Изменять число витков при переключении обмотки в отношении, отличаюгцемся от l/2, эа счет исключения из схемы при одном из чисел полюсов катушек, образующих первые ветви фаэ. 2. Обеспечить при обоих числах полюсов индукции в воздушном зазоре машины, отношение которых близко 1, и оптимальное использование активной зоны машины. 3. Повысить пусковой и опрокидываюгций моменты двигателя при р парах полюсов беэ уменьшения моментов.при р, парах полюсов и без увеличения активных размеров машины. 4. Уменьшить расход материалов на изготовление машины при одновременном повышении КПД прк обоих числах полюсов. Формула изобретения Трехфазная двухслойная полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел пар полюсов p 6р„н кратно Çð, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения обмоточных коэффициентов к обеспечения оптимального использования активной эоны машины при обоих числах полюсов, обмотка со- . стоит иэ 12р, катушечных групп, число катушек в которых, начиная с первой, соответству. ет ряду а,, a>, aq, а4 повторенному Зр раз, причем а = entier (— + 0,5); а = entier - z И Р- (+053 аэ = — — а, — 2аэ; а =aò в Р. gjpg катушечные группы соединены в каждой фазе в три ветви, которые состоят из катушечных групп с порядковыми номерами, определяемыми выражениями: первая ветвь первой фазы 1 + 6t, первая ветвь второй фазы 3 + 6t, первая ветвь третьей фазы 5 + 6t, вторая ветвь первой фазы 8 + 12г, вторая ветвь второй фазы 4 + 120 вторая ветвь третьей фазы 12 + + 129, третья ветвь первой фазы 2 + 12P, третья ветвь второй фазы 10 + 12P третья ветвь третьей фазы 6 + 12г, все соседние катушечные группы, принадлежащие разным фазам, включены встречно, а принадлежащие одной и той же фазе — согласно, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены последовательно, а в первых ветвях — в две параллельные полуветви, состоящие из последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви, в каждой фазе первая ветвь со866653 5 ! 2н 2к! » I ! ! I ! I ! I I ! ! ! ! 30 H Ж37З59 ФОМ Ф2ФЗМФ54697М 48 5057 Я ЯЯЫ5657Щ$96 и 62 И E 7Я I I I ! I I I )! I 1 s 1 1 ! i I I I единена последовательно со второй н третьей ветвями данной фазы, при этом конец первой ветви и начала второй и третьей ветвей соединены между събой, à or начал первых ветвей и концов вторых и третьих ветвей выполнены выводы, где р, и p> — числа пар полюсов обмотки; z — число катушек обмотки; целое число, 0 < t < 2pi — 1; (— целое чис. ло p < С < р . — 1; siltier — выделение блнжайшего целого из числа в скобках, не преаосходящего число, заключенное в скобки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании К 1472773, кл. Н 02 К 3/28, 1977. 2. Харитонов А. М. Многоскоросппие двигатели, в промышленных электроприводах. М., "Энергия", 1971, с. 31-37. 866б53 5 4 Х 6 7 В Я Ю tl /2 2 54 5 s 1 Й 7 f2 IB!9202(Pfl32485 6213BJg)1 23 КАД AAAA Я С С С С Я) BBBB ИА A А А (СС) СССС QB д ВЗ б ССС Я 688B Я) A А AА Я СС С С 8 B B B B И АА A A ßÄ +++ ++++++++ +++ +++ +Ф +++++++++++++ Ф +4++ + +++ + ++ ++++ +++ Ф ++++ »«вЂ” ---- - + Фиг.Ф Составитель А. Кецарис Редактор О. Черниченко Техред С.Мигунова Корректор В Синицкая Заказ 8093/7б Тираж 733 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
