СОВМЕЩЕННАЯ 3/1-ФАЗНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА Российский патент 1996 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 3/1-фазные совмещенные обмотки статора одномашинных преобразователей частоты, выполненные с трехфазными зажимами для одной полюсности p₁ и дополнительными однофазными зажимами для другой полюсности p₂, через которые обмотка питается, например, выпрямленным напряжением [1, 2] Такие обмотки могут выполняться при различных соотношениях p₁/p₂ одно-, двух- и одно-двухслойными из равношаговых или концентрических катушек.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазно-однофазная совмещенная обмотка с числами пар полюсов p₁/p₂=6/1, выполненная однослойной из К=18 катушек и соединенная в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности p₁=6 из их начал и дополнительными однофазными зажимами для полюсности p₂=1 из нулевых точек первой и третьей звезд [3] Такая обмотка не имеет короткозамкнутых контуров для полюсности p₂=1 и не может использоваться как пусковая и демпферная, что ограничивает ее функциональные возможности.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей совмещенной p₁/p₂=6/1-полюсной обмотки путем образования в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности p₂= 1, используемых в качестве пусковой и демпферной обмоток.

Указанная цель достигается тем, что для совмещенной 3/1-фазной обмотки статора с числами пар полюсов p_В/p_A=6/1, выполненной двухслойной в Z пазах из К=36 катушечных групп с номерами от 1 до 36 при шаге катушек по пазам У_п, соединенной в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для полюсности p_B=6 из их начал и дополнительными зажимами И1-И2 для полюсности p_A= 1 из нулевых точек первой и третьей звезд: в звездах фаз соединены последовательно группы с номерами для фазы С1 1, 7, 34, 28 в первой звезде, 13, 19, 22, 16 во второй звезде, 25, 31, 10, 4 в третьей звезде, для фазы С2 5, 11, 32, 26 в первой звезде, 17, 35, 2, 20 во второй звезде, 29, 23, 14, 8 в третьей звезде, для фазы С3 9, 15, 24, 30 в первой звезде, 21, 3, 36, 18 во второй звезде, 33, 27, 6, 12 в третьей звезде, причем четные группы включены встречно относительно нечетных, а в фазах соединены вместе концы групп 1, 13, 25 в фазе С1, 5, 17, 29 в фазе С2, 9, 21, 33 в фазе С3, где Z/36 целое число; У_п=5•Z/2p_B.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z=36 пазах; на фиг.2 ее упрощенная схема; на фиг.3 диаграммы ЭДС фаз для переменного поля с полюсностью p_A= 1.

Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной в Z=36 пазах из К=36 катушек с номерами от 1 до 36 (пронумерованы нечетные катушки) при шаге по пазам У_п= 5/12= 15. Она соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для полюсности p_B=6 и дополнительными зажимами И1-И2 для полюсности p_A=1 из нулевых точек первой и третьей звезд. В звездах фаз соединены последовательно катушки с номерами: для фазы С1 1, 7, 34, 28 в первой звезде, 13, 19, 22, 16 во второй звезде, 25, 31, 10, 4 в третьей звезде; для фазы С2 5, 11, 32, 26 в первой звезде, 17, 35, 2, 20 во второй звезде, 29, 23, 14, 8 в третьей звезде; для фазы С3 9, 15, 24, 30 в первой звезде, 21, 3, 36, 18 во второй звезде, 33, 27, 6, 12 в третьей звезде, причем четные группы включены встречно относительно нечетных групп. В фазах соединены вместе концы катушек: 1, 13, 25 в фазе С1, 5, 17, 29 в фазе С2, 9, 21, 33 в фазе С3. На фиг. 2 знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение по отношению к катушкам, номера которых не содержат знака минус.

На диаграммах ЭДС фиг.3, построенных для переменного поля с полюсностью p_A= 1 при угле сдвига катушек α_A= 360^°p_A/K = 10^°, векторам ЭДС приписаны номера катушек. Из фиг.3 видно, что катушки 1, 13, 25 в фазе С1, 5, 17, 29 в фазе С2, 9, 21, 33 в фазе С3 образуют для полюсности p_A=1 симметричные трехфазные короткозамкнутые цепи, эквивалентные в целом 9-фазной короткозамкнутой обмотке для p_A=1 и используемые в качестве пусковой и демпферной, что расширяет ее функциональные возможности по сравнению с обмоткой по прототипу [3] не имеющей к.з. контуров для этой полюсности.

На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления токов при питании обмотки через зажимы С1, С2, С3 трехфазным напряжением (p_B=6), а нижний ряд направления токов при питании обмотки через зажимы И1-И2 выпрямленным напряжением (p_A=1), при этом кривые МДС являются симметричными.

Предлагаемая обмотка 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 p_A=1 и p_B=6 создаются трехфазными обмотками ротора. При этом машина с полюсностью p_A=1 работает синхронным двигателем и для его пуска используются к. з. контуры обмотки статора, а после окончания пуска зажимы И1-И2 подключаются к выпрямленному напряжению, машина втягивается в синхронизм и тогда вращающееся согласно с ротором поле с p_B=6 наводит на зажимах С1, С2, С3 ЭДС с частотой f₂= f₁(1+p_B/p_A) = 7f₁
где f₁ частота первичной трехфазной сети. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить конструкцию совмещенной машины и ее пусковые операции, а также улучшить динамические свойства из-за наличия к.з. демпферных контуров с p_A=1 в обмотке статора. ЫЫЫ2

Совмещенная 3/1-фазная обмотка статора относится к обмоткам совмещенных электрических машин переменного тока. Обмотка с числами полюсов p_B/p_А=6/1 выполнена двухслойной в Z пазах из К=36 катушечных групп, соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для полюсности p_B= 6 из их начал и дополнительными однофазными зажимами И1 - И2 для полюсности p= 1 из нулевых точек первой и третьей звезд. Достигаемый технический результат: расширение функциональных возможностей за счет образования симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности p_A=1. 3 ил.

Совмещенная 3/1-фазная обмотка статора с числом пар полюсов p_в/p_A=6/1, выполненная в Z пазах при шаге катушек по пазам Y_п, соединенная в три параллельные трехфазные звезды с выводами С1, С2, С3 для полюсности p_в=6 из их начал и дополнительными выводами И1-И2 для полюсности p_A= 1 из нулевых точек первой и третьей звезд, отличающаяся тем, что обмотка выполнена двухслойной из К 36 катушечных групп, в звездах фаз соединены последовательно группы с номерами для фазы С1 1,7,34,28 в первой звезде, 13, 19, 22, 16 во второй звезде, 25, 31, 10, 4 в третьей звезде, для фазы С2 5, 11, 32, 26 в первой звезде, 17, 35, 2, 20 во второй звезде, 29, 23, 14, 8 в третьей звезде, для фазы СЗ 9, 15, 24, 30 в первой звезде, 21, 3, 36, 18 во второй звезде, 33, 27, 6, 12 в третьей звезде, причем четные группы включены встречно относительно нечетных, а в фазах соединены вместе концы групп 1, 13, 25 в фазе С1, 5, 17, 29 в фазе С2, 9, 21, 33 в фазе СЗ, где Z/36 целое число; y_п=5Z/2p_в.