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 применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Известны совмещенные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для полюсности p₁ с дополнительными выводами из них средних точек для полюсности p₂. Угол между осями катушек ветви 2 π/(p₁+p₂) 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, ограниченные функциональные возможности и область применения.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазно-однофазная совмещенная обмотка с числами пар полюсов p₁/p₂=12/3, выполненная из К=36 катушек и соединенная в параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами из их начал для полюсности p₁ и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек звезд для полюсности p₂ [2]
Цель изобретения расширение области применения и функциональных возможностей путем получения чисел пар полюсов p₁/p₂=12/9, а также образования в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности p₂, используемых в качестве пусковой и демпферной обмоток.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z=72 пазах; на фиг. 2 и 3 диаграммы ЭДС обмотки для полей с полюсностями p₁=12 (фиг. 2) и p₂=9 (фиг. 3).

Обмотка (фиг. 1) выполнена однослойной в Z=72 пазах из К=36 катушек (с номерами от 1 до 36) с шагом по пазам Y_п=72/24=3. Она соединена в четыре параллельные звезды и в первой фазе (А) соединены последовательно катушки 1, 13, 25 в первой звезде, 10, 22, 34 во второй звезде, 7, 19, 31 в третьей звезде, 16, 28, 4 в четвертой звезде, а в дополнительные зажимы соединены концы катушек 25 и 34 в зажим 01, 31 и 4 в зажим 02. Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно катушек фазы А с интервалами в четыре катушки для фазы В и в восемь катушек для фазы С. Трехфазные зажимы обозначены как A, B, C, а выводы нулевых точек звезд как 01 и 02. При выполнении обмотки по фиг. 1 двухслойной каждая катушечная группа (К=36) содержит две катушки. Стрелками на фиг. 1 показаны направления токов при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением, откуда видно, что получаемое при этом поле имеет p₂=9 пар полюсов и является симметричным.

На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек обмотки по фиг. 1. Из фиг. 2, построенной для поля с полюсностью p₁=12 при угле сдвига соседних катушек 360^о ˙ 12/36=120^о эл. видно, что поле с полюсностью p1=12 не наводит ЭДС на дополнительных зажимах 01-02; обмоточный коэффициент для полюсности p₁= 12 равен К_об.12=1,0. Из фиг. 3, построенной для переменного поля с полюсностью p₂=9 при угле сдвига соседних катушек 360^о ˙ 9/36=90^o эл. видно, что этому полю соответствуют короткозамкнутые контуры обмотки, эквивалентные девяти четырехфазным системам, которые можно использовать в качестве короткозамкнутой (пусковой и демпферной) обмотки для полюсности p₂=9, что расширяет функциональные возможности предлагаемой обмотки по сравнению с обмоткой по прототипу [2]
Предлагаемая обмотка может применяться, например, на статоре асинхронно-синхронного одномашинного преобразо- вателя частоты ( в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и контактными кольцами) для одновременного создания вращающегося поля с полюсностью p₁=12 асинхронной машины (при питании обмотки через зажимы A, B, C трехфазным напряжением) и поля возбуждения с полюсностью p₂=9 обращенной синхронной машины (при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением), а также использования обмотки в качестве короткозамкнутой (пусковой и демпферной) синхронной машины. Ее применение позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, снизить расход меди и изоляции на статоре, улучшить пусковые, рабочие и динамические свойства машины. Так как все катушки обмотки работают одновременно в цепях с полюсностями p₁=12 (зажимы A, B, C и p₂=9 (зажимы 01-02), то предлагаемая обмотка имеет высокую степень использования меди.

Использование: электромашиностроение, одномашинные преобразователи. Сущность изобретения: 3/1-фазная электромашинная совмещенная обмотка с числами пар полюсов p₁/p₂= 12/9 Обмотка уложена в Z пазах. Она выполнена из K=36 катушечных групп с шагом y_n= Z/24 Обмотка соединена в четыре параллельных звезды. Она имеет выводы A, B, C для полюсности p₁ Дополнительные выводы 01-02 из нулевых звезд имеет обмотка для полюсности p₂ Группы соединены последовательно в первой фазе первой звезды 1,13,25, во второй звезде 10,29,34, в третьей звезде 7,19,31, в четвертой звезде 16,28,4. Концы групп 25 и 34 подсоединены к выводу 01,31 и 34 к выводу 02. Номера групп чередуются относительно фазы A. Для фазы B в четыре группы, для фазы C в восемь групп. 3 ил.

3/1-ФАЗНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА числами пар полюсов p₁/p₂, выполненная в z пазах из K 36 катушечных групп с номерами от 1 до 36 и шагом катушек по пазам Y_п, соединенная в параллельные трехфазные звезды с трехфазными выводами A, B, C из их начал для полюсности p₁ и дополнительными выводами 01 02 из нулевых точек звезд для полюсности p₂, отличающаяся тем, что обмотка имеет p₁/p₂ 12/9 и четыре параллельные звезды в первой фазе соединены последовательно группы 1, 13 и 25 в первой звезде, 10, 22 и 34 во второй звезде, 7, 19 и 31 в третьей звезде, 16, 28 и 4-в четвертой звезде и в них соединены вместе концы групп 1 и 10, 13 и 22, 7 и 16, 19 и 28, а к указанным дополнительным выводам подсоединены концы групп 25 и 34 к выводу 01, 31 и 4 к выводу 02, причем для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп фазы A с интервалами в четыре группы для фазы B и в восемь групп для фазы C, где z / 36 целое число и y_п z / 24.