Трехфазная двухскоростная обмотка машин переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится к многоско ростным обмоткам электрических маши переменного тока. Известна трехфазная полюсоперекл .чаемая обмотка машин переменного то с отношением чисел пар полюсов 2i3, которая при числе пар полюсов, крат ном трем, формируется как двухфазная и соединяется Т-образно для тре фазного питания Cl}« Недостатком данной обмотки являе ся сравнительно большое число выводоь (10), необходимых для переключения скоростей. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности, является обмотка с отношением чисел пар полю сов 2:3, содержащая 12 катушечных групп, включенных по Т-образной схе ме. Нечетные катушечные группы обмо ки соединены между собой в три пара лельные ветви с двумя встречно вклю ченными катушечными группами в каждой ветви, а к средним точкам этих ветвей подключены четные катушечные группы, три из которых соединены параллельно, а три других - последовательно, причем обе части четных катушечных групп соединены между собой последовательно встречно, Сечениэ меди трех последовательно соединенных четных катушечных групп в три раза больше, а число витков в 4,1 раза меньше по сравнению с остальными катушечными группами. Об-, мотка двухслойная, равносекционная, симметричная, имеет по три Независимых вывода для каждого числа пар полюсов С 2 , Недостатками данной обмотки являются сравнительно большое число ка.тушек (Зб), двухслойное исполнение и низкое использование ( 75%) обмотки на высшей скорости, что усложняет обмотку, повышает трудоемкость ее изготовления снижает использование габарита и ухудшает характеристики двигателя при меньшем числе пар полюсов , Цель изобретения - упрощение конструкции обмотки и улучшение характе ристик, двигателя. Указанная цель достигается тем, что в трехфазной двухскоростной обмо ке с соотношением чисел пар полюсов 2:3 для числа, пазов Z 36, состоящей из 12 катушечных групп, равномер но распределенных по расточке машины, в которой нечетйые катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви, каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с соотношением чисел витков внеш ней и внутренней катушек равным 1:2, причем внутренние катушки четных катушечных групп 4, 8, 12, обозначенны соответственно 4, 8, 12, соединен между собой последовательно и подключены к точке параллельного соединения катушечных групп 10-6-2 встречно с ними, а внешние катушки катушечных групп 4, В, 12, обозначенные соответственно 4, 8,, 12, подключены к точкам соединения между собой катушечных групп 1-7-10, 5-11-2, 9-3-6 согласно по отношению к катушечным группам 10, 6, 2,и.образуют выводы для числа пар полюсов , а выводами для служат выводы из точек соединения нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывода из начальной точки соединенных последовательно катушек 4, 8, 12,На фиг, 1 представлена схема соединения элементов трехфазной двухскоростной обмотки с соотношением чисел пар полюсов 2:3 на фиг, 2 - развернутая схема трехфазной двухскоростной обмотки с числами полюсов 4 и 6; на фиг, 3 - схема трехфазной двухскоростной обмотки с числами полюсов 4, 6 и укороченным шагом внутренней катушки. Трехфазная двухскоростная обмотка однослойно-двухслойная и состоит из 12 катушечных групп. Каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с соотношением чисел витков внешней и внутренней катушек равным 1:2 (фиг, -2), Нечетные катушечные группы соединены между собой в- три параллель ные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 1-7, .9-3, 5-11, К средним точкам этих ветвей подключены соответственно четные катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2 согласно с нечетными катушечными группами и соединены собой с общей точке, образовав три п.араллельные ветви (фиг, l) , Из четных катушечных групп 4, 8, 12, выполненных с числом витков в Три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами, выделены внутренние катушки, обозначенные соОтветст.венно порядковыми номерами 4, 8, 12, которые соединены между собой последовательно и подключены встречно к соединенным параллельно катушечным группам 10-6-2, Внешние катушки катушечных групп 4, 8, 12, обозначенные соответственно порядкрвыми номерами 4, 8, 12, подключены к точкам соединения между собой катушечных групп 1-7-10, . 5-11-2, 9-3-6 согласно по отношению к катушечным группам 10, 6, 2 и образуют выводы для числа пар полюсов р 2, Выводами для р 3 слу-. жат точки соединения катушечных групп 1-9-5, 7-3-11, и начальная точка соединенных последовательно катушек 4 8, 12. Обмотка имеет 6 выводов и выполнима при числе пазов Z 36 и кратном 36. Однослойная часть обмотки занимает 2/3 пазов машины, что зна|чительно упрощает обмотку, уменьшает число ее элементов, снижает трудоемкость изготовления. Выполнение катушечных групп обмотки в виде концентрически расположенных катушек с различными шагами по .пазам обеспечивает различные обмоточные коэффициенты, а следовательно, различные значения ЭДС, индуктируемые в отдельных катушках в зависимости от числа пар полюсовt При этом направления векторов ЭДС каждой катушки одинаковы и соответствуют направлению результирующего вектора ЭДС катушечной группы, В предложенной обмотке при числе пар полюсов р 3 ЭДС внутренней катушки каждой катушечной группы значите но превышает процентное содержание меди этой катушки из-за большего пр ближения шага по пазам этой катушки к значению диаметрального шага обмотки при данном числе пар полюсов, ЭДС этой катушки при равна 0,73 от результирующей ЭДС кат5Ш1енной группы, поэтому выделение из катушечных, групп 4, 8, 12 внутренних катушек с порядковыми номерами 4, 8, 12 и последовательное их включение в фазу В при обеспечивает полную симметрию обмотки при трехфазном питании. Наружные катушки с порядковыми номерами 4, 8, 1 имеют шаг по пазам, равный диаметральному шагу обмотки при р 2, и их включение в фазы А, В, С повышает использование обмоточной меди, улучшает кривую намагничивающих сил и характеристики двигателя при данном числе пар полюсов, Использование в обмотке обмоточной меди при р 2 составляет 83,3%, а при р 3 - 91,7%, Обмотка содержит девять одинаковых катушечных групп и шесть отдельных катушек и имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полюсов. На низшей скорости при р 3.обмотка соединяется Т-образно с тремя параллельными ветвями, а на высшей скорости при р 2 - в тройную звезду ( фиг.1 Вариант обмотки приведен на фиг, 3, Он .отличается только уменьшенным шагом по- пазам внутренней катушкн катушечной группы, что приводит к некоторому уменьшению массы меди лобовой части обмотки. При этом несколько снижается обмоточный коэффициент и повышается индукция при р 2, Йри числе пар полюсов р 3 обмоточные данные и характеристики двигателя остаются практически неизменными. По сравнению с известными двухскоростными обмотками с соотношением чисел пар полюсов 2;3предложенная обмотка отличается простотой конструкции благодаря однослойному выполнению 66,6% обмотки и уменьшению в 1,5 раза числа ее элементов, повышенным использованием обмоточной меди на вь1сшей скорости и повьаденным заполнением пазов медью в связи с устг ранением междуслойной изоляции. Обмотка имеет минимальное число выводов и независимые входы для каждого числа пар полюсов и может найти широкое применение в много.скоростных двигателях, в машинах с внутренним каскадом, в регулируемых двигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов. При этом наиболее целесообразным является использование предлагаемой обмотки в машинах с постоянной мощностью и постоянным моментом нагрузки.

С о8

ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ ОБМОТКА МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА с соотношением чисел пар полюсов 2:3 для числа пазов Z 36,- состоящая из 12 катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, в .которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными кату1аечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения Двух нечетных катушечных групп в. параллельных ветвях согласно с этими катушечными группами подключены соответственно четные катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2, а катушечные группы 4, 8, 12 выполнены с витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и включеньз последовательно с катушечными группами 10, 6, 2, о т/ личающаяся тем, что, с целью упрощения обмотки и улучшения характеристик двигателя, каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных, катушек с соотношением чисел виТ ков внешней и внутренней катушек равным 1:2, причем внутренние катушки четных катушечных групп 4, 8, 12, обозначенные соответственно 4, 8, 12, соединены между собой последовательно и подключены к точке парал(Л С лельного соединения катушечных групп 10-6-2 встречно с ними, а внешние катушки катушечных групп 4, 8, 12, обО значенные соответственно 4, 8, 12 подключены к точкзм соединения между собой катушечных групп 1-7-10,5-11-2, 9-3-6 согласно по отношению к катушечным группам 10, 6,2 и образуют выводы для числа пар полюсов р -2, а выводами для р 3 служат выводы ю из точек соединения нечетных катушеч. ных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывод из со со ел начальной точки соединенных последовательно катушек 4, 8, 12.

15 3/2 « - tr hw tot-« oo sr sijt2a: J ssfcs v-siii «r dlOt Cr C -SltO tVD 2 jqS:3S3 еч|«ч1 SSI «3 Vsi t5 Sj f « 1 I J 4 56 «41 « «o r eo«r,5 II I I I

.5 5 Q 11 72 t SS2 53 S SiaS31 Ч I |i MI