СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ 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 применяться на статоре, например, одномашинных преобразователей частоты и числа фаз.

Известны совмещенные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для полюсности р₁ с выводами из их средних точек для полюсности р₂. Угол между осями катушек ветви равен 2π/(р₁+р₂) радиан и их числа витков пропорциональны углу сдвига относительно оси ветви [1] Недостатки таких обмоток сложность конструкции и изготовления, большие потери в меди от уравнительных токов в ветвях, а также ограниченная область применения.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазно-однофазная совмещенная обмотка, выполненная из К=24 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами из их начал для полюсности р₁=8 и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек звезд для полюсности р₂=3 [2]
Цель изобретения расширение области применения и функциональных возможностей путем получения чисел пар полюсов р₁=4 и р₂=3, а также создания в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности р₂, используемых в качестве пусковой и демпферной (успокоительной) обмоток для этой полюсности.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при z=48 пазах; на фиг. 2 диаграмма ЭДС обмотки для поля с полюсностью р₁=4; на фиг. 3 диаграмма ЭДС короткозамкнутых контуров обмотки для переменного поля с полюсностью р₂=3.

Обмотка (см. фиг. 1) выполнена однослойной в z=48 пазах, трехфазной для полюсности р₁= 4 из К=24 катушек с номерами от 1 до 24 и шагом по пазам y_п= 48/8+1=7. Она соединена в четыре параллельные трехфазные звезды (см. фиг. 2) с трехфазными зажимами А, В, С из их начал для полюсности р₁=4 и дополнительными зажимами 01-02 из нулевых точек звезд для полюсности р₂=3. В звездах фазы А соединены последовательно катушки 1 и -16 в первой звезде, 19 и -22 во второй звезде, 7 и -4 в третьей звезде, 13 и -10 в четвертой звезде и в них соединены вместе средние точки звезд первой и второй, а также третьей и четвертой. Начала групп 16 и 22 соединены в зажим 01, а начала 4 и 10 в зажим 02. Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно катушек фазы А с интервалами восемь катушек для фазы В и в шестнадцать катушек для фазы С. Знак минус перед номером четной катушки означает ее встречное включение в звезде фазы относительно нечетной катушки. На фиг. 1 стрелками показаны направления постоянного (выпрямленного) тока при питании обмотки через зажимы 01-02, откуда видно, что образуемое поле с полюсностью р₂=3 является симметричным. При выполнении обмотки двуслойной каждая катушечная группа содержит две катушки.

На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек обмотки по фиг. 1, откуда видно: поле с полюсностью р₁=4 не наводит ЭДС на зажимах 01-02 (см. фиг. 2); для переменного поля с полюсностью р₂=3 обмотка имеет многофазные (эквивалентные 8-фазной) короткозамкнутые контуры (см. фиг. 3), которые можно использовать в качестве пусковой и демпферной (успокоительной) обмоток для этой полюсности.

Таким образом, предлагаемая обмотка (см. фиг. 1) по сравнению с обмоткой по прототипу [2] имеет расширенную область применения, так как позволяет получать числа пар полюсов р₁=4 и р₂=3, а также расширенные функциональные возможности, так как может использоваться в качестве короткозамкнутой многофазной для полюсности р₂.

Такую обмотку можно применять, например, на статоре совмещенных асинхронно-синхронных преобразователей частоты для одновременного создания вращающегося поля с полюсностью р₁=4 асинхронной машины (при питании зажимов А, В, С трехфазным напряжением) и создания поля возбуждения с полюсностью р₂=3 синхронной машины (при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением), а также для работы в качестве короткозамкнутой (пусковой или демпферной) обмотки синхронной машины. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, снизить расход меди и изоляции на статоре, а также улучшить пусковые и рабочие свойства машины, ее динамические свойства.

Использование: электромашиностроение, совмещенная обмотка, одномашинные преобразователи частоты и фаз. Сущность изобретения: совмещенная обмотка электромашинная с числами пар полюсов P₁/P₂ размещена в Z пазах; имеет шаг по пазам y_п Z/8 + 1, соединена в четыре параллельные трехфазные звезды. Обмотка имеет трехфазные выводы А, В, С для полюсности P₁ и дополнительные выводы 01-02 из нулевых точек звезд. Обмотка выполнена из 24 катушечных групп. Катушечные группы в фазе А соединены последовательно 1 и 16 в первой звезде, 19 и 22 во второй звезде, 7 и 4 в третьей звезде, 13 и 10 в четвертой звезде. Средние точки первой и второй звезд, третьей и четвертой звезд соединены вместе в фазах. Начала групп 16 и 22 соединены в дополнительный вывод 01, групп 4 и 10 в дополнительный вывод 02. Интервал чередования групп относительно групп фазы А составляет 8 групп для фазы В и 16 групп для фазы С, где Z/24 целое число, знак минус перед номером группы означает ее встречное включение. 3 ил.

СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА с числами пар полюсов P₁ / P₂, выполненная в Z парах из K 24 катушечных групп с номерами от 1 до 24 с шагом катушек по пазам Y_n, соединенная в параллельные 3-фазные звезды с трехфазными зажимами A, B и C из их начал для полюсности P₁ дополнительными зажимами 01 02 из нулевых точек звезд для полюсности P₂, отличающаяся тем, что обмотка имеет P₁ / P₂ 4 / 3, соединена в четыре параллельные звезды и в фазе A соединены последовательно группы 1 и -16 в первой звезде, 19 и -22 во второй звезде, 7 и -4 в третьей звезде, 13 и -10 в четвертой звезде и в них соединены вместе средние точки звезды первой и второй, а также третьей и четвертой, а в дополнительный зажим 01 соединены начала групп 16 и 22, в зажим 02 групп 4 и 10, причем для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп фазы A с интервалом в 8 групп для фазы В и в 16 групп для фазы C, а средний шаг катушек по пазам равен Y_N Z / 8 + 1, где Z / 24 целое число, а знак минус перед номером группы означает ее встречное включение в звезде фазы относительно группы без знака минус.