СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА РОТОРА 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 приме- няться в одномашинных преобразователях частоты.

Известны совмещенные обмотки ротора одномашинных преобразователей частоты, короткозамкнутые многофазные для полюсности р₁ и трехфазные для полюсности р₂ > р₁ с выводами зажимов фаз на три контактных кольца [1]
Известна также совмещенная обмотка ротора одномашинных преобразователей частоты с числами пар полюсов р₁/р₂ 2/5, короткозамкнутая многофазная для полюсности р₁ 2 и трехфазная для полюсности р₂ 5 с соединением фаз звездой и с выводами зажимов начал фаз Р1, Р2, Р3 на контактные кольца, выполненная двухслойной из 6р₂ катушек с номерами в фазах 1+3к, 3+3к, 5+3к, причем в каждой фазе начала нечетных катушек соединены в зажим начала фазы, концы нечетных и четных катушек соединены вместе, а начала четных катушек соединены в нулевую точку звезды, где к 0, 1, 2,(2р-1) [3]
Цель изобретения расширение области применения обмотки путем получения р₁/р₂ 5/2, а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния для полюсности р₁ 5.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки с р₁/р₂ 5/2 при z 36 пазах; на фиг. 2 и 3 показаны чередования по пазам фазных зон для полюсностей p₁ 5 (фиг. 2) и р₂ 2 (фиг. 3); на фиг. 4 и 5 диаграммы ЭДС фазы Р1 0 для полюсностей р₂ 2 (фиг. 4) и р₁ 5 (фиг. 5); на фиг. 6 многоугольники МДС обмотки по фиг. 1 для полюсностей р₁ 5 (наружный) и р₂ 5 (внутренний).

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в z 36 пазах из К 36 катушечных групп (с одной катушкой в группе) с номерами от 1 до 36 с шагом катушек по пазам y_п ≈ 3 ˙ z/2р₁ 11 (можно брать также y_п10). Она является трехфазной для полюсности р₂ 2 и соединена звездой с выводами зажимов начал фаз Р1, Р2, Р3 (на фиг. 1 нулевая точка звезды 0). В первой фазе с зажимом Р1 из начала катушки 1 соединены последовательно-согласно катушки с номерами 1, 2, 3, -10, -11, -12 и к каждой из них подключена параллельно-согласно катушка, смещенная на K/2 18 катушек (катушки с номерами 19, 20, 21, -28, -29, -30). Для фаз Р2 и Р3 номера катушек чередуются относительно катушек фазы Р1 с интервалами в K/6 6 в К/3 12 катушек. На фиг. 4 и 5 векторам ЭДС приписаны номера катушек обмотки фиг. 1 и знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе. Оси катушек смещены на углы (в эл. град) 360^ор₂/К 360^о ˙ 2/36 20^о для полюсности р₂ 2 и 360^ор₁/К 360^о ˙ 5/36 50^о для полюсности р1 5. Следовательно, для групп, смещенных на K/2 18 катушек, угол сдвига составляет 20^о ˙ 18 360^о для р₂ 2 и 50^о ˙ 18 900^о 180^о для р₁ 5, т.е. параллельно-согласно включенные катушки (например, 1 и 19) образуют для полюсности р₂ 2 две одинаковые параллельные ветви (фиг. 4), а для полюсности р₁ 5 короткозамкнутую цепь (фиг. 5). При шаге катушек по пазам y_п 11 обмоточные коэффициенты обмотки, определяемые по коэффициентам укорочения и распределения, равны для р₂ 2 K_у2 sin (π ˙ 11/2 ˙ 9) 0,9397; K_p2sin (3 ˙ 10^o)/3sin(10^o) 0,9598 и К_об20,9397 ˙ 0,9598 0,9019, где τ₂ z/2p₂ 9 полюсное деление для р₂ 2; для р₁ 5 К_у5 sin (π ˙ 11/2 ˙ 3,6) 0,9962; K_p5 1,0 и К_об5 0,9962, где τ₅ z/2р₁ 3,6 полюсное деление для р₁ 5.

Для полюсности р₂ 2 обмотка имеет m₂ 3 фазы и m₂' 6 фазных зон, обозначенных на фиг. 3 (для z/р₂ 18 пазов) как А-Х, B-Y, C-Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам катушек, а X, Y, Z их конечным сторонам. По фиг. 3 с использованием вспомогательной треугольной сетки определяются [2] R_д2² 27 квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника МДС (внутреннего на фиг. 6 при стороне сетки, равной единице длины), R₂ (z˙К_об2/р₂ π ) (36 ˙ 0,9019/2 π) радиус окружности для основной гармонической МДС, σ_д2 [(R_д2/R₂)²-1] ˙ 100 1,112% коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание гармонических в кривой МДС. Для полюсности р₁ 5 обмотка имеет m₅ 18 фаз и m₅' 36 фазных зон, векторы токов которых на фиг. 6 показаны в виде шести систем A-Z-B-X-C-Y, смещенных на углы в 60/6 10^о и обозначенных сверху штрихами (от (I) до (V) на фиг. 6 и 2. По многоугольнику МДС (наружному на фиг. 6) определяются [2] R_д5² (cos 55^o/sin25^o)², R₅ (36˙0,9962/5π) и σ_д5 6,594%
Таким образом, предлагаемая обмотка позволяет получать р₁/р₂ 5/2, что расширяет ее область применения по сравнению с прототипом (p₁/p₂ 2/5). Она имеет лучшие электромагнитные параметры для полюсности р₁ по сравнению с известной обмоткой (при выполнении обмотки с р1 5 в z 36 пазах двухслойной трехфазной σ_д511,9% и К_об5 0,9236 при y_п 3).

Использование: в электромашиностроении, в совмещенных машинах переменного тока. Сущность изобретения: совмещенная обмотка ротора с числами пар полюсов p₁/p₂ двухслойная. Для полюсности p₁= 5 обмотка короткозамкнутая многофазная, для полюсности p₂= 2 трехфазная. Трехфазная обмотка соединяется звездой или треугольником. Выводы P1, P2, P3 идут на контактные кольца. Обмотка имеет число катушечных групп K 36, размещена в Z пазах. В первой фазе к выводу P1 подсоединены последовательно группы с номерами 1,2,3, 10,-11, -12, к каждой из них подключена параллельно-согласно группа, смещенная на K/2 18 групп. Номера групп чередуются с интервалом K/6=6 для фазы P2, для фазы P3 с интервалом K/3-12. Знак минус перед номером группы означает ее встречное включение в фазе. Z/K C целое число катушек в группе. Шаг катушек по пазам y_п равен целой части числа 2Z/2p_i. 6 ил.

СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА РОТОРА с числами пар полюсов p₁/p₂, двуслойная, размещенная в Z пазах, состоящая из равномерно смещенных катушек с шагом по пазам Y_п, для полюсности p₁ обмотка короткозамкнутая многофазная, для полюсности p₂ трехфазная с соединением фаз звездой или треугольником и выводами Р1, Р2, Р3 на контактные кольца, отличающаяся тем, что обмотка имеет p₁ 5, p₂ 2, число катушечных групп K 36, с номерами от 1 до 36, причем в первой фазе к выводу Р1 подсоединены последовательно группы с номерами 1, 2, 3, -10, -11, -12 и к каждой из них подключена параллельно согласно группа, смещенная на K/2 18 групп, а для двух других фаз группы чередуются и для фазы Р2 интервал составляет K/6 6 групп, для фазы P3 K/3 12 групп, где знак минус перед номером группы означает ее встречное включение в фазе, Z/K C целое число катушек в каждой катушечной группе, шаг катушек по пазам равен целой части числа 3Z/2p₁.