ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА Российский патент 1997 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 совмещенные 3/1-фазные электромашинные обмотки, выполненные с трехфазными зажимами для одной полюсности и дополнительными однофазными зажимами для другой полюсности р₂, питаемыми, например, выпрямленным напряжением [1,2] Такие совмещенные обмотки применяются на статоре одномашинных преобразователей частоты в конструкции серийных асинхронных машин с фазным ротором и контактными кольцами, могут выполняться при различных соотношениях р₁/р₂ и числах пазов одно-, двух- и одно-двухслойными из равношаговых или концентрических катушек.

Наиболее близкой к предлагаемой является совмещенная обмотка с числами пар полюсов р₂/p₁ 4/2, выполненная трехфазной для полюсности р₂ 4 из K 24 катушек и соединенная в р₂ 4 параллельные ветви в фазах, замкнутые контуры которых образуют многофазную короткозамкнутую систему для полюсности р₁ 2 [3] Такая обмотка применяется на роторе одномашинных преобразователей частоты.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей обмотки с числами пар полюсов р_в/p_A 4/2 путем образования дополнительных зажимов И1 И2 для полюсности р_A=2.

Указанная цель достигается тем, что для электромашинной совмещенной обмотки, выполненной с числами пар полюсов р_в/p_A 4/2 трехфазной для полюсности р_в 4 с зажимами С1, С2, С3 в Z пазах из К 24 распределенных катушечных групп с номерами от 1 до 24 при шаге катушек по пазам У_п, в первой фазе начала 1, 7 и концы групп 4, 10 соединены в зажим фазы С1 и каждая из этих групп соединена последовательно-согласно с группой, смещенной на π радиан, а для других фаз номера групп чередуются относительно групп фазы С1 с интервалами в две группы для фазы С2 и в четыре группы для фазы С3: обмотка выполнена двухслойной и в указанные дополнительные зажимы И1-И2 cоединены концы групп 13, 15, 17 и начала групп 18, 20, 22 в зажим И1, концы групп 19, 21, 23 и начала групп 16, 24, 2 в зажим И2, где Z/24 целое число; У_п Z/6. Для совмещенной обмотки по второму варианту в каждой фазе соединены вместе концы групп 1 и 22, 7 и 16, 3 и 18, 9 и 24, 5 и 20, 11 и 2.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z 24 пазах; на фиг.2 ее упрощенная схема; на фиг.3 звезда и диаграммы ЭДС катушек фаз С1, С2, С3 для полюсности р_A 2.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в Z 24 пазах из К 24 катушек с номерами от 1 до 24 при шаге по пазам У_п, имеет трехфазные зажимы С1, С2, С3 для полюсности р_в 4 и два дополнительных зажима И1-И2 для полюсности р_A 2. В первой фазе начала катушек 1, 7 и концы катушек 4, 10 соединены в зажим фазы С1 и каждая из этих групп соединена последовательно-соглано с группой, смещенной на p радиан, т.е. на К/2 12 катушек: например, для фазы С1 соединены катушки 1 и 13, 10 и 22, 7 и 19, 4 и 16. При этом четные катушки включены встречно относительно нечетных (см.фиг.2). Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно катушек фазы С1 с интервалами в виде катушки для фазы С2 и в четыре катушки для фазы С3. В дополнительные зажимы И1-И2 для полюсности р_A 2 cоединены: концы катушек 13, 15, 17 и начала катушек 18, 20, 22 в зажим И1; концы катушек 19, 21, 23 и начала катушек 16, 24, 2 в зажим И2. Шаг катушек по пазам равен У_п Z/3р_A Z/6 4, а обмоточный коэффициент для полюсности р_в 4 К_об.в K_у.в 0,8660.

На фиг. 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек. По звезде ЭДС катушек для полюсности р_A 2 построены диаграммы ЭДС фаз С1, С2, С3, откуда видно, что для переменного поля с этой полюсностью обмотка образует короткозамкнутую систему с числом фаз равным 12. Для обмотки по второму варианту в каждой фазе соединены вместе концы катушек 1 и 22, 7 и 16, 3 и 18, 9 и 24, 5 и 20, 11 и 2 (см.фиг. 1 3). В силу симметрии ветвей фаз поле с полюсностью р_в 4 на зажимах И1-И2 не наводит ЭДС. На фиг.1 верхний ряд стрелок показывает направления токов при питании обмотки через зажимы С1, С2, С3 трехфазным напряжением (р_в 4), а нижний ряд направления токов при питании обмотки через зажимы И1-И2 выпрямленным напряжением (р_A 2); кривые МДС для p_в 4 и р_A 2 симметричные. Для каждой полюсности в обмотке используются одновременно все ее катушки.

По сравнению с обмоткой по прототипу [3] не имеющих дополнительных зажимов для полюсности р_A 2, предлагаемая обмотка имеет расширенные функциональные возможности, так как работает одновременно как: трехфазная с р_в 4 (зажимы С1, С2, С3), однофазная с р_A 2 (зажимы И1-И2, питаемые выпрямленным напряжением), к.з. 12 фазная с р_A 2 (демпферная или пусковая). Такая обмотка используется, например, на статоре синхронно-асинхронного одномашинного преобразователя частоты, вращающиеся поля с р_A 2 и p_в 4 которого создаются трехфазными обмотками ротора с контактными кольцами. При этом машина с р_A 2 работает синхронным двигателем и для его пуска используются к.з. контуры обмотки статора, а после окончания пуска зажимы И1-И2 подключаются к выпрямленному напряжению и машина втягивается в синхронизм; поле с р_в 4, вращающееся согласно с ротором, наводит на зажимах С1, С2, С3 ЭДС с частотой f₂ f₁ (1+p_в/p_A) 3f₁, где f1 частота первичной сети (например, при f₁ 50 Гц f₂ 150 Гц).

Источники информации:
1. Попов В. И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. М. Энергия, 1980, с.48-55, рис.2-6, 2-7, 2-8.

2. Авторское свидетельство СССР N 1156195, кл. H 02 K 3/28, 1985.

3. Авторское свидетельство СССР N 1098074, кл. H 02 K 3/28, 1984.

Электромашинная совмещенная обмотка относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями. Сущность изобретения: электромашинная совмещенная обмотка с числами пар полюсов Р_в/P_A = 4/2 выполнена двухслойной, трехфазной для полюсности р_в = 4 с зажимами С1, С2, С3 в Z пазах из К = 24 распределенных катушечных групп с номерами от 1 до 24. В первой фазе начала групп 1,7 и концы групп 4, 10 соединены в зажим фазы С1 и каждая из этих групп соединена последовательно-согласно с группой, смещенной на К/2 = 12 групп, а для других фаз номера групп чередуются с интервалами в две группы для фазы С2 и в четыре группы для фазы С3. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей совмещенной обмотки с числами пар полюсов Р_в/P_A = 4/2 путем образования двух дополнительных зажимов для полюсности Ра = 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электромашинная совмещенная обмотка с числами пар полюсов р_в/р_А 4/2, выполненная двуслойной трехфазной для полюсности р_в 4 с выводами С1, С2, и С3 в Z пазах из К 24 распределенных катушечных групп и шаге катушек по пазам Y_п, в первой фазе начала групп 1 и 7 и концы групп 4 и 10 подсоединены к выводу С1 фазы и каждая из этих групп соединена последовательно согласно с группой, смещенной на К/2 12 групп, а для других фаз номера групп чередуются относительно групп фазы С1 с интервалами в две группы для фазы С2 и в четыре группы для фазы С3, отличающаяся тем, что концы групп 13, 15 и 17 и начала групп 18, 20 и 22 объединены в вывод И1, концы групп 19, 21 и 23 и начала групп 16, 24 и 2 в вывод И2 для полюсности р_А, где Z/24 целое число, а Y_п Z/6. 2. Обмотка по п.1, отличающаяся тем, что в каждой фазе соединены вместе концы групп 1 и 22, 7 и 16, 3 и 18, 9 и 24, 5 и 20, 11 и 2.