3/1-ФАЗНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА Российский патент 1995 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может использоваться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Известны совмещенные трехфазно-однофазные электромашинные обмотки, выполняемые с трехфазными зажимами для одной полюсности и дополнительными однофазными зажимами для другой полюсности, через которые обмотка питается, например выпрямленным напряжением [1] [2] Такие обмотки могут выполняться при различных соотношениях чисел пар полюсов для трех- и однофазной цепей одно-, двух- и одно-двухслойными из равношаговых или концентрических катушек.

Наиболее близкой к предлагаемой является 3/1-фазная совмещенная обмотка с числами пар полюсов р_в/р_А=1/6, выполненная однослойной в z=36 пазах из К= 18 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р_в=1 из их начал и дополнительными однофазными зажимами для полюсности р_А=6 из их нулевых точек [3] Такая обмотка при разомкнутых однофазных зажимах образует для полюсности р_А=6 также короткозамкнутые контуры, но они являются однофазными и это ограничивает функциональные возможности обмотки при использовании ее в качестве пусковой и демпферной.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей совмещенной обмотки с числами пар полюсов р_в/р_А=1/6 путем образования в ней симметричной короткозамкнутой системы для полюсности р_А=6, используемой в качестве пусковой и демпферной.

Указанная цель достигается тем, что для 3/1-фазной электромашинной совмещенной обмотки с числами пар полюсов р_в/р_А=1/6, выполненной двухслойной в z пазах из К=6р_в=36 катушечных групп с номерами от 1 до 26 при шаге катушек по пазам у_п, соединенной в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для полюсности р_в=1 и дополнительными зажимами И1-И2 для полюсности р_А=6 из их нулевых точек: в первой и второй звездах фаз соединены последовательно группы с номерами 1, 3, 5, 2, 4, -24 и -19, -21, -23, -20, -22, 6 для фазы С1, 13, 15, 17, 14, 16, -36 и -31, -33, -35, -32, -34, 18 для фазы С2, 25, 27, 29, 26, 28, -12 и -7, -9, -11, -8, -10, 30 для фазы С3, причем в каждой фазе соединены вместе концы групп 1 и 21, 3 и 23, 5 и 20 в фазе С1, 13 и 33, 15 и 35, 17 и 32 в фазе С2, 25 и 9, 27 и 11, 29 и 8 в фазе С3, где z/36 целое число, у_п=5 ˙z/12, а знак минус перед номером группы означает ее встречное включение по отношению к группам, номера которых не содержат знака минус.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при z=36 пазах; на фиг. 2 ее диаграмма ЭДС для полюсности р_в=1; на фиг. 3 диаграммы ЭДС фаз для переменного поля с полюсностью р_А=6.

Обмотка (см. фиг. 1) выполнена двухслойной в z=36 пазах из К=36 катушек с номерами от 1 до 36 при шаге по пазам у_п=5 ˙z/12=15. Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для полюсности р_в= 1 из их начал и дополнительными зажимами И1-И2 для полюсности р_А=6 из их нулевых точек. В первой и второй звездах фаз соединены последовательно катушки с номерами: 1, 3, 5, 2, 4, -24 и -19, -21, -23, -20, -22, 6 для фазы С1; 13, 15, 17, 14, 16, -36 и -31, -33, -35, -32, -34, 18 для фазы С2; 25, 27, 29, 26, 28, -12 и -7, -9, -11, -8, -10, 30 для фазы С3, где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение по отношению к катушкам, номера которых не содержат знака минус. В каждой фазе соединены вместе концы катушек: 1 и 21, 3 и 23, 5 и 20 в фазе С1; 13 и 33, 15 и 35, 17 и 32 в фазе С2; 25 и 9, 27 и 11, 29 и 8 в фазе С3.

На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек. Из диаграммы на фиг. 2, построенной для полюсности р_в=1 при угле сдвига катушек α_в=360^ор_в/К= 10^о, видно, что поле с этой полюсностью не наводит ЭДС на зажимах И1-И2, при этом обмоточный коэффициент для р_в=1 равен К_об.в=0,9236. Из диаграммы на фиг. 3, построенной для переменного поля с полюсностью р_А=6 при угле сдвига катушек α_A= 360^ор_А/К=60^о эл. видно, что в фазах обмотки образуются для этой полюсности трехфазные короткозамкнутые симметричные системы, которые могут использоваться в качестве пусковой и демпферной обмотки для этой полюсности. Это расширяет функциональные возможности обмотки по сравнению с обмоткой по прототипу [3]
На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления токов при питании обмотки через зажимы С1, С2, С3 трехфазным напряжением (р_в=1), а нижний ряд при питании обмотки через зажимы И1-И2 выпрямленным напряжением (р_А=6), при этом обе кривые МДС являются симметричными.

Таким образом, предлагаемая обмотка выполняет одновременно функции трех обмоток: трехфазной с р_в=1 (зажимы С1, С2, С3), однофазной с р_А=6 (зажимы И1-И2, питаемые выпрямленным напряжением), короткозамкнутой с р_А=6, используемой в качестве пусковой и демпферной для этой полюсности р_А=6. Она может применяться на статоре, например, синхронно-асинхронного одномашинного преобразователя частоты в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и контактными кольцами, в котором вращающиеся поля с полюсностями р_А=6 и р_в=1 создаются трехфазными обмотками ротора. При этом машина с р_А=6 работает синхронным двигателем и для его пуска используется короткозамкнутая система (трехфазная) обмотки статора, а после окончания пуска зажимы И1-И2 подключаются к выпрямленному напряжению и машина втягивается в синхронизм. Поле с полюсностью р_в= 1, вращающееся в направлении ротора, наводит на зажимах С1, С2, С3 ЭДС с частотой f₂=f₁(1+р_в/р_А)=7f₁/6, где f₁ частота первичной трехфазной сети. Применение такой совмещенной обмотки упрощает конструкцию и пусковые операции совмещенной машины, а также улучшает ее динамические свойства из-за использования к.з. системы с р_А=6 статорной обмотки в качестве демпферной.

Использование: электромашиностроение, совмещенная обмотка, одномашинные преобразователи частоты и фаз. Сущность изобретения: 3/1-фазная электромашинная совмещенная обмотка двухслойная с числом пар полюсов P_в/P_a 1/6 размещена в Z пазах, имеет шаг по пазам Y_п 5 Z /12, соединена в две паралелльные трехфазные звезды. Обмотка имеет трехфазные выводы С1,С2, С3 для полюсности P_В= 1 и дополнительные выводы И 1 И 2 для полюсности P_A 6 из их нулевых точек. Обмотка выполена из 36 катушечных групп. Катушечные группы в первой и второй звездах фаз соединены последовательно для фазы С 1 1, 3, 5, 2, 4, 24 и 19, -21, -23, 20, 22,6, для фазы С 2 13, 15, 17, 14, 16, 36 и 31, 33, 35, 32, 34, 18, для фазы С 3 25, 27, 29, 26, 28, 12 и 7, 9, -11, - 8, 10,30. Соединены вместе концы групп в фазе С 1 1 и 21, 3 и 23, 5 и 20, в фазе С 2 13 и 33, 15 и 35, 17 и 32, в фазе С 3 25 и 9, 27 и 11, 29 и 8, где Z/36 целое число, знак минус перед номером группы означает ее встречное включение. 3 ил.

3/1-ФАЗНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА с числами пар полюсов P_B / P_A 1 / 6, выполненная в Z пазах с шагом по пазам J_n, соединенная в две параллельные трехфазные звезды с зажимами C1, C2 и C3 для полюсности P_B 1 из них начал и дополнительными зажимами И1-И2 для полюсности P_A 6 из их нулевых точек, отличающаяся тем, что обмотка двуслойная, выполненная из 36 катушечных групп, причем в первой и второй звездах фаз последовательно соединены группы с номерами 1, 3, 5, 2, 4, -24 и -19, -21, -23, -20, -22, 6 для фаз C1, 13, 15, 17, 14, 16, -36 и -31, -33, -35, -32, -34, 18 для фазы C2, 25, 27, 29, 26, 28, -12 и -7, -9, -11, -8, -10, 30 для фазы C3, а в каждой фазе соединены вместе концы групп 1 и 21, 3 и 23, 5 и 20 в фазе C1, 13 и 33, 15 и 35, 17 и 32 в фазе C2, 25 и 9, 27 и 11, 29 и 8 в фазе C3, где Z / 36 целое число, J_n 5 · Z / 12, а знак минус перед номером группы означает ее встречное включение по отношению к группам, номера которых не содержат знака минус.