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

Изобретение относится к многоскоостным полюсопареключаемым обмоткам электрических машин переменного тока.

Известна трехфазная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар олюсов 2:3:4 1,

Обмотка имеет большое число вывоов на переключатель частоты вращения (15 вьшодов), что .усложняет пееключающую аппаратуру.

Известна трехфазная полюсопереключаемая обмотка машин переменного тока для отношения чисел пар- полюсов 2:3:4, состоящая из 12 одинаковых катушечных групп, соединенных т-образно с тремя параллельными ветвями. ля переключения частот вращения используются 11 выводов 12.

Недостатками данной обмотки являются сравнительно большо.е число выводов и несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.

Известна трехфазная трехскоростна.я обмотка с отношением чисел пар полюсов 2; 3:4, содержащая 12 катушечных групп, соединенньах Т-образно с тремя параллельными ветвями/ В обмотке обеспечивается уменьшение числа выводов путем отключения двух катушечных групп при числе полюсов, кратном трем, без существенного снижения развиваемой двигателем мощности. Обмотка выполняется в машинах с числом пазов, кратном 12, и имеет 10 выводов на переключатель частоты вращения 3 ..

Недостатком данной обмотки является несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому результату к предлагаемой является трехфазная трехскоростная обмотка, которая вы-полняется из двенадцати основных одинаковых катушек, равномерно распределенных по расточке машины и шести дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катуш1са:М и обозначенных соответственно порядковыми номерами 21 4,б8,lol2 в которой основные четные катушки соединены между собой в , три, параллельные ветви с двумя L встречно- включенными катушками в кажрой ветви, порядковые номера которых 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушки соединены между собой по две встречно с порядковыми номе зами , 9-3, 5-11. ТочКИ соеди 1ения нечетных катушек соединены со средними точками параллельных ветвей, образованных нечетными катушками, к которым подключены дополнительные катушки 4, 8 , 12, а дополнительные катушки 2,6, 10 соединены между собой последовательно иподключены к точке соединения четных катушек 4-12-8. Обмотка однослойная, имеет 10 -выводов и независимые входы для двух полюсностеи Она выполнима при числе разов иЗб и кратном 3-6 4 .

Недостатком данной обмотки является ограниченная область применения по числу пазов и сравнительно низкое использование обмоточной меди, составляющее 66,6% при числах пар полюсов, р 3 и р 4, что снижает использование габарита двигателя, ухудшает его характеристики,

Це;ль изобретения - расширение области применения для числа пазов , повышение использования обмотки и улучшение .характеристик двигателя.

Указанная цель достигается, тем, что тр,ехфазная трехскороотная полюсопереключаемая обмотка машин переменного тока,.состоящая из двенадца ти одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шестьдополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2 4 б .8f10, 12, в которой основные четные катушечные группы соединены между собой в, три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с порядковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11 и подключены средними точками к точкам соединений двух четных катушечных групп в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушек 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2- 8 в точках с.оединения, причем четные и.нечетные катушечные группы в точках соединения включены меж,цу собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушечными группами, основная, часть обмотки выполняется из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двумя катушками в каждой группе, равномерно расг ределенных по расточке машины, а дополнительные катушки с порядковыми номерами 2, 4 6, 8, 10, 12; концентрически расположенные по отношению к основным четным катушечным группам, выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с ка тушками основнызг катушечных групп, .соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп с порядковыми номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечным группам включены согласно допол-нительные катушки с порядковыми номерами 4 8 12 и встречно - катушки с порядковыми номерами 2,-6, 10 а выводами обмотки для числа пар полюсов р 2 являются выводы из точек соединения основных катушечных групп 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8 и для р 4-объединенные выводы из катушечных групп 1и.7, 9иЗ, 5иИ,а для р 3 объединенные выводы из катушечных групп 1, 9, 5и 7, 3, 11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек. ,

На фиг. 1 представлена схема соединения элементов трехфазной трехскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 2; 3:4; на фиг. 2 - развернутая схема трехфазной трехскоростной полюсопереключаемой обмотки с числами полюсов 4, &,, 8 для . . Трехфазная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар прлюсов 2s3;4 содержит двенадцать основных катушечных групп и шесть дополнительных катушек. Основные катушечные группы одинаковы, равномерно распределены по расточке машины и -содержат по две концентрически расположенные катушки. По отношению к основным четным катушечным группам концентрически расположены дополнительные катушки обмотки, обозначенные соответственно порядковыми номерами 2, 4, б 8, .10, 12 (фиг. 2) и выполненные с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим (намотаны в три провода) по сравнению с катушками основных катушечных групп. Основные четные катушечные группы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в ветвях 10-4 , 6-12, 2-8, а основные нечетные катушечные группы соединены по е встречно с порядковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11. Точки соединения нечетных катушечных групп соединены со средними точками параллельных ветвей, образованньзх четными катушечными группами с номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8, причем четные катушечные группы включены согласно по отношению к нечетным катушечным группам. Все дополнительные катушки соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечньлх « групп 4-8-12 со-встречным включейием по отношению к этим катушечным группам дополнительных катушек 2, б, 10 и согласным. - катушек 4 в 12 (фиг, 1) .Обмотка имеет десять вьшодов. Выводы Д4, 6х ,, С сделаны из точек

соединения основных катушечных групп 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-li-2-8, а вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек. Из основных нечетных катушечных групп 1, 9, 5, 7, 3, il сделаны выводы, обозначенные соответственно Ад(А(,,С8),Аб,е8,(Аб,А8)Сб.С8

(Сь,Б8)Сб. -

Данная трехскоростная обмотка вы5 полняется однослойной и применяется для числа пазов и кратного 60. Работа двигателя с числами пар полюсов р 2 ир 3 осуществляется при соединенных между собой вьшодах Дд /

0 /Аб-Б9// б-С8/Аб и выводахAg/C -Sg/Cg- /c Это обеспечивает независимые входы обмотки для р 2 и р 3 и соединение фаз соответственно в звезду с четырьмя параллельными ветвями и Д-образ5 но с тремя параллельными ветвями. При р 2 трехфазное питание подается на выводы A4i 1 а при р 3 на соединенные выводы / 6/А8/Сб 88/ 6-Се/Сб и вывод 6б.

п При р 4 обмотка соединяетс-я в звезду с двумя параллельными ветвями, а. питание подается на соединенные по два вывода: ,/С(5,Ва// б-В8/Сб,С9Мб-С0/Сб.. Схема соединения элементов предлас гаемой обмотки -обеспечивает симмет- . рию токов в фазах при всех значениях -чисел полюсов. ПрирJS это достигается путем включения в фазу В всех дополнительных катушек, которые выполняются с меньшим шагом по пазам

0 и имеют меньший обмоточный коэффициент по сравнению с основными катушечными группами (фиг. 2). Это позволяет получить практически симметричную трехфазную систему ЭДС обмотки для

5 Т-образного соединения фаз , погрешность которой не превышает, 1,5%. Прир 2 и р 4 симметрия тр- ков в фазах достигается симметричным включением одинаковых катушечных

0 групп в каждую из фаз обмотки.

В обмотке получено высокое использование обмоточной меди, С-Оставляющее 80% (для каждого числа пар полю5 сов, что при р 3 ир 4 на 13,4% выше,, чем у известных. Это достигнуто благодарявыполнению обмотки с отношением, обмоточной меди основных катушечных групп и дополнительных катушек, равным 4:1, Обмотка содер0жит двадцать четыре катушки основных катушечных групп и шес.ть дополнительных катушек и может быть выпдлнена при числе пазов Полученное соотношение элементов обмотки, рав5 ное 4;1, является оптимальным для обеспечения одинакового и наиболее высокого для всех значений чисел по люсов использования обмоточной меди трехскоростной полюсопереключаемой

0 обмотки с отношением чисел пар полюсов 2s3:4 при наличии десяти выводов и независимости входов для двух полюсностей. Так в прототипе соотнощение этих элементов равно 2;1 и

5 использование обмоточной меди при

и р 4 ниже на 13,4%. Если же выполнить обмотку с отношением элементов, большим 4:1, то при данном схемном решении соединения обмотки не может быть достигнута симметрия токов в фазах приК- З.

Повышение использования обмоточной меди обеспечивает улучшение гармонического состава кривой намагничивающих сил, увеличение развиваемой двигателем мощности и улучшение характерис ик двигателя. Приведенная на фиг. 2 обмотка выполнена с двумя концентрически расположенными катушками в каждой катушечной группе.с шагами по пазам катушек у, 9. и Ij-j 7. Эти катушки могут быть выполнены и с другими шагами по пазам, например, с шагами lj;,ll обеспечивает повышение индукции в машине . Основные катушечные группы обмотки могут быть выполнены также с oдинaкbвы IИ катушками, шаг по пазам которых равен ,/2 При этом сохраняется схема соединения элементов и энергетические показатели обмотки.

Предлагаемая трехскоростная обмотка отличается простотой конструктивного исполнения, небольшим числом выводов, высоким использованием обмотки и независимыми входами для чисел пар полюсов р 2 и . Обмотка может найти применение в многоскоростных асинхронных двигателях,, в машинах с внутренним каскадом и в регулируемых асинхронных двигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой обмотки будет достигнут благодаря повышению использования обмоточной меди, что обеспечит повышение мощности двигателя прир 3 и на 12-15%, Выполнение всех дополнительных катушек обмотки с одинаковым сечением меди позволит снизить трудоемкость изготовления обмотки, Малое число выводов обмотки и независимость входов для двух полюснрстей обеспечат, упрощение переключающей аппаратуры,расширение области применения обмотки для машин с внутренним каскадом и других машин специaJjbHoro назначения.В настоящее время в двигателях с отношением чисел пар полюсов 2:3s4 применяются две отдельные обмотки,одна из которых двухскоростная.Использование в этих двигателях предлагаемой обмотки позволит увеличить мощность двигателя на 2530%,снизить трудоемкость изготовлени обмотки на 30-35% по сравнению с базовым двигателем

ТРЕХФАЗНАЯ ТРЕХСКОРОСТНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, -состоящая из двенадцати основных одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шесть дополнительньдх катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2, 4, б, в, 10, 12, в которой основные четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с поря Гковымй номерами 1-7, 9-3, 5-11,и подключены средними точками к точкам соединения двух четных катушечных о групп в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушек 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8 Б точках соединения, причем четные и начетные катушечные группЪ в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушечными группами, о т л и Ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения, повышения использования обмотки, и улучшения характеристик двигателя, основная часть обмотки выполняется из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двумя катушками в каждой катушечной группе, а дополнительные катушки с порядковыми номерами, 2, 4, б, 8, 10, 12выполнены fS с числом в.итков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнение с катушками основных катушечных групп, соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения четных катушечных групп с порндковьа и номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечньл1 группам включены согласно дополнительные с порядковыми номе.рами встречно-катуыки с порядковыми номерами 2,6,10, а выводами :д обмотки для числа пар полюсов р 2 являются В.ЫВОДЫ из точек соединения : основных катушечных групп 1-7-4-10, 00 3-9-6-12, 5-11-2-8, для р 4-объединенные выводы из катушечных групп 1 и 7, 9 и 3;; 5 и 11, а для р 3 объединенные выводы иэ катушечных групп If 9, 5 и .7j 3, 11 и вывод из начальной точки последовательно сое;диненных дополнитель{Ш х катушек.

AQ/AS

9 5 Cg/Ae Ss/Aff

//

.t

.

Фиг. /

/2 8

O 6 Be Cg/Cg А Bg/As В As/Cg С

Фиг:г C /Agв /Cg