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, 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 выводами из их средних точек для другой полюсности p₂. Угол между осями катушек ветви равен 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, а также ограниченные функциональные возможности и область применения.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазно-однофазная совмещенная электромашинная обмотка с числами пар полюсов p₁/p₂=8/6, выполненная из К=24 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами из их начал для полюсности p₁=8 и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек звезд для полюсности p₂=6 [2]
Цель изобретения расширение функциональных возможностей совмещенной обмотки с числами пар полюсов p₁/p₂=8/6 путем образования в ней симмметричных короткозамкнутых контуров для полюсности p₂, используемых в качестве пусковой и демпферной обмоток.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z=48 пазах; на фиг. 2 и 3 диаграммы ЭДС обмотки для полюсностей p₁=8 (фиг. 2) и p₂=6 (фиг. 3).

Обмотка (фиг. 1) выполнена однослойной в Z=48 пазах из К=24 катушек (с номерами от 1 до 24) с шагом по пазам Y_п=48/16=3. Она соединена в параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами A, B, C из их начал для полюсности p₁= 8 и дополнительными зажимами 01-02 из нулевых точек звезд для полюсности p₂= 6. В первой фазе начала катушек 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22 соединены в зажим А, концы катушек 1, 10, 13, 22 соединены в зажим 01, а концы катушек 4, 7, 16, 19 соединены 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. При выполнении обмотки по фиг. 1 двухслойной каждая катушечная группа (K=24) содержит две катушки, а в общем случае Z/24 катушки. Стрелками на фиг. 1 показаны направления токов в обмотке при питании ее через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением, откуда видно, что образуемое при этом поле имеет p₂=6 пар полюсов и является симметричным.

На фиг. 2 и 3 векторами ЭДС приписаны номера катушек обмотки по фиг. 1. Из фиг. 2, построенной для поля с полюсностью p₁=8 при угле сдвига катушек 360^о ˙ 8/24= 120^о эл. видно, что это поле не наводит ЭДС на дополнительных зажимах 01-02; обмоточный коэффициент для p₁=8 равен К_об8=1,0. Из фиг. 3, построенной для поля с полюсностью p₂=6 (переменного) при угле сдвига катушек 360^о ˙ 6/24=90^o эл. видно, что для этого поля обмотка образует симметричную короткозамкнутую систему, эквивалентную шести четырехфазным системам, которую можно использовать в качестве пусковой и демпферной обмоток для этой полюсности, что расширяет функциональные возможности такой обмотки по сравнению с обмоткой по прототипу [2]
Предлагаемую обмотку можно использовать, например, на статоре асинхронно-синхронного одномашинного преобра- зователя частоты (в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и контактными кольцами) для одновременного создания вращающегося поля с полюсностью p₁=8 асинхронной машины (при питании обмотки через зажимы A, B, C трехфазным напряжением) и поля возбуждения с полюсностью p₂=6 обращенной синхронной машины (при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением), а также для использования ее в качестве коротко- замкнутой (пусковой и демпферной) обмотки синхронной машины. Ее применение позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, уменьшить расход меди и изоляции на статоре, улучшить пусковые, рабочие и динамические свойства машины.

Использование: электромашиностроение, одномашинные преобразователи. Сущность изобретения: электромашинная обмотка, совмещенная с числами пар полюсов p₁/p₂= 8/6 из K= 24 катушечных групп. Обмотка уложена в пазах с шагом y_n= Z/16. Она соединена в параллельные трехфазные звезды. Обмотка имеет трехфазные выводы A, B, C из их начал для полюсности p₁ дополнительные выводы 01-02 из их нулевых точек звезд для p₂. B первой фазе к выводу A подсоединены начала групп 1,4,7,10,13,16,19,22, к выводу 02 концы групп 4,7,16,12. Группы других фаз чередуются относительно фазы A. Для фазы B интервал чередования равен четырем, для фазы C-восьми. 3 ил.

СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА с числами пар полюсов p₁/p₂ 8 / 6, выполненная в z пазах из K 24 распределенных катушечных групп с номерами от 1 до 24 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 в первой фазе начала групп 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19 и 22 подсоединены к выводу A, концы групп 1, 10, 13 и 22 подсоединены к выводу 01, а концы групп 4, 7, 16 и 19 подсоединены к выводу 02, причем для двух других фаз номера чередуются относительно групп фазы A с интервалами в четыре группы для фазы B и в восемь групп для фазы C, где z / 24 целое число, а y z / 16.