Электромашинная совмещенная обмотка статора (ее варианты) Советский патент 1983 года по МПК H02K3/28 H02K19/36 

2.Электромашинная совмещенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катущечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп - в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп групп. 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалами в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катущек в 33 пазах, группы 1, 5, 9 содержат по две катушки с шагами по пазам Y 7 и 5, а остальные группы - по три катушки с Y 8, 6, 4, причем первая подгруппа содержит обе катушки для групп 1, 5, 9, наружную катушку для остальных групп, а вторая подгруппа - остальные катушки.

3.Электромашинная совмещенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп - в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения

конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катушек в 39 пазах, группы 1, 5, 9 содержат по четыре катушки с шагами по пазам Yi - 10-2(i-1), а остальные группы по три катущки с Y; 9-2 (i-1), первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную и две соседние с ней катущки, а остальных групп - наружную катущку, вторая подгруппа - остальные катушки групп, где i 1-4 - номер катущки в группе.

4.Обмотка по п. 3, отличающаяся тем, что числа витков катущек групп 1, 5, 9 равны (0,85-0,9) WK , где WH - числа витков катущек остальных групп.

5.Электромашинная совмещенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катущечных групп с концентрическими катущками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп -.в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также расщирения области применения путем выполнения катущек в 51 пазу, группы содержат по четыре катушки с шагами по пазам YI 11-2 (i-1) для групп 1, 5, 9 и с Yj 12-2 (i-1) для остальных групп, причем первая подгруппа содержит наружную катущку для групп 1, 5, 9, наружную и соседнюю с ней для остальных групп, а вторая подгруппа - остальные катушки групп, где i 1-4 - номер катущки в группе.

1. Электромашинная совмешенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р 2 с соединением фаз в две пapaллeJ ьныe звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержаш,ая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые- подгруппы тех же групп - в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встречно относительно под групп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катушек в 27 пазах, группы 1, 5, 9 содержат по три катушки с шагами по i пазам Y 7, 5, 3, а остальные группы - по две катушки с у 6 и 4, причем пер(Л вая подгруппа содержит наружную катушку, а вторая подгруппа - остальные катушки групп. СЛ СлЭ to 4

1

Изобретение относится к обмоткам совмещенных электрических машин и может применяться, например, в синхронных мащинах с возбужденр ем от третьей гармоники магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.

Известны электромашинные совмещенные обмотки, выполненные из 12 распределенных катушечных групп, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для

Бол-юсности р, а концы подключены к двум дополнительным выводам для полю,сности

6р 1.

Однако такие обмотки имеют ограниченное применение.

Известна трехфазная совмещенная обмотка синхронной мащины с возбуждением от третьей гармоники поля, выполненная из распределенных кйтущек, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для

полюсности р, а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности Зр, причем ветви фазы выполнены из катушек с различными шагами и числами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны 2.

Недостатки такой обмотки -сложность конструкции и изготовления из-за неравномерного распределения разношаговых и разновитковых катушек, а также низкое исцользование меди из-за малого обмоточного коэффициента дляполюсности Зр и др.

Известна также электромашинная соъмеш,енная обмотка, выполненная в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединеннымив фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р, а концы прдключены к двум дополнительным выводам для полюсности Зр, группы которой с номерами 1, 5, 9 являются началами фаз и содержат по четыре катушки с шагами по пазам YJ Ю-2(i-1). а остальные группы - по три катушки с Y{ 9-2(i-1), катушки каждой группы соединены в подгруппы и первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную и соседнюю с ней катушки, а других групп - наружную катушку, вторая подгруппа - остальные катушки групп, причем в одной ветви соединены последовательно первые подгруппы и в другой ветви - вторые подгруппы соответствующих групп фазы, а числа витков катушек групп различны, где Р 2 3.„

Недостатки известной обмотки - сложность конструкции и изготовления из-за различных чисел витков в катушках, а также ограниченное применение.

Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления, расширение применения путем выполнения катушек разновитковыми в 27, 33, 39, 51 пазах.

Цель достигается тем, что в электромашинной совмещенной обмотке статора двухслойной трехфазной для полюсности р 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп - в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встреч но относительно подгрупп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, при 27 пазах начальные группы фаз с номерами 1, 5, 9 содержат по три катушки с шагами по пазам Y 7, 5, 3, а остальные группы - по две катушки с у 6 и 4, причем первая подгруппа содержит наружную катушку, а вторая подгруппа - остальные катушки групп. При 33 пазах группы 1, 5, 9 содержат по две катушки с шагами пЬ пазам у 7 и 5, а остальные группы - по три катушки с у 8, б, 4, причем первая подгруппа содержит обе катушки для Трупп 1, 5, 9, наружную катушку для остальных групп, а вторая подгруппа - остальные катушки

, групп.

0 При39 пазах группы 1, 5, 9 содержат по четыре катушки с шагами по пазам 10-2 (i-1), а остальные группы - по три катушки су, 9-2 (i-1), первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную и две соседние с ней катущки, а остальных

групп - наружную катушку, вторая подгруппа - остальные катушки групп, где i 1-4 - номер катушки в группе.

Причем числа витков катушек групп 1, 5, 9 равны (0,85-0,9) WK, WK - число вит0 ков катушек остальных групп.

В 51 пазу группы содержат по четыре катушки с шагами по пазам у 11-2(1-1) для групп 1, 5, 9 и с Yj- 12-2(i-1) для остальных групп, причем первая подгруппа содержит наружную катушку для трупп 1,

5 5, 9, наружную и соседнюю с ней катушку для остальных групп, а вторая подгруппа - остальные катушки групп, где i 1-4 - номер катушки в группе.

На фиг. I изображена схема предлагаемой обмотки по первому варианту (27 па0 зов); на фиг. 2 и 3 - диаграммы сдвига осей групп фазы обмотки для полюсности р 2 (угол cf ) и Зр 6 (угол Зс(); на фиг. 4- 6 - схемы предлагаемой обмотки по второму (33 паза), третьему (39 пазов) и четвертому (51 паз) вариантам соответственно.

5 Обмотка по первому варианту (фиг. 1) выполнена двухслойной трехфазной для полюсности р 2 в 27 пазах и содержит 12 распределенных катушечных групп 1 -12 с концентрическими катушками. Группы 1,

Q 5, 9 содержат по три катушки с шагами по пазам Y 5, 5, 3, а остальные группы - по две катушки с у 6 и 4. Катушки каждой группы соединены последовательно в две подгруппы, первая подгруппа содержит наружную катушку, а вторая подгруппа -

5 остальные катушки групп.

Фазы С1, С2, СЗ обмотки соединены в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр (зажимы 01 и 02).

0 В первой фазе С1 первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп - в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп 1 и 7. Другие фазы С2 и СЗ выполнены аналогично и номера их групп чередуются относительно фазы С1 с интервалом в 4 и 8 групп: фаза С2 - группы 5, 8, И, 2; фаза СЗ - группы 9, 12, 3, 6. Hd диаграммах (фиг. 2 и 3) показаны углы сдвига осей групп одной фазы (С1) обиотки (группы 1, 4, 7, 10) для полюсности р 2 (фиг. 2) и Зр б (фиг. 3), где при 27 пазах л 6,67° и 3 А 20°. ЭДС подгрупп пропорциональны коэффициентам укорочения их катушек и ЭДС фаз параллельных звезд для полюсности р 2 с учетом сдвига осей групп (фиг. 2) равны: для фазы одной звезды Ej 0,998 + 0985 ( + 2cos а-) 3,94; для фазы другой звезды ЕГ 0,918 -f 0,643 + 0,82 X X (1 + 2coso( 3,956, т. е. они практически равны и поэтому на дополнительных выводах 01 и 02 поле с полюсностью р 2 практически не наводит ЭДС. Для полюсности Зр 6 ЭДС относительно выводов 01 - 02 определяется аналогично с учетом коэффициентов укорочения катушек и сдвига осей групп (фиг. 3) для полюсности Зр . 6. Обмоточные коэффициенты обмотки (фиг. 1) для полюсности р 2 Кобр 0,877; для Зр 6 Кобэр. 0,544. Для обмоток, указанных на фиг. 4-6, обозначения те же и соединения подгрупп такие же, как и для обмоток, указанных на фиг. 1. Для обмотки по второму варианту в 33 пазах (фиг. 4) группы 1, 5, 9 содержат по две катушки с Y 7 и 5, остальные группы - по три катушки с у 8, 6, 4. Первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит обе катушки, для остальных групп - наружную катушку, а вторая подгруппа - остальные катушки групп. Здесь, аналогично обмотке (фиг. 1) Л 5,4545° и 3 о( 16,37° (фиг. 2 и 3); Е., 0,972 + 0,815 + 0,999 (l+2cos X;) 4,775; EI (0,91 + 0,69)-(1+2cosa;) 4,785, т. е. эти ЭДС практически равны. Для обмотки (фиг. 4) Кобр 0,869 и Ксйар. 0,432. Для обмотки по третьему варианту в 39 пазах (фиг. 5) группы 1, 5, 9 содержат по четыре катушки с у 10-2 (i-1) 10, 8, 6, 4, а остальные группы - по три катушки с Vj 9-2(1-1) 9, 7, 5, где i 1-4 - номер катушки в группе. Первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную соседние с ней катушки, а остальных групп - наружную катушку, вторая подгруппа - остальные катушки групп. Здесь а 4,615° и За 13,845° (фиг. 2 и 3) Е, (0,999 + 0,961 + 0,823) (Wk -х) + + 0,993 (1 + 2cos«;)WK; Е 0,601-(WK- - х) -f (0,903 + 0,721) (1 -f 2cosa WK, где (WK - х) - число витков катушек групп 1, 5, 9, а WK - число витков катушек остальных групп. Из условия равенства этих ЭДС находим (WK - х) 0,-867WR, т. е. числа витков катушек групп 1, 5, 9 следует брать (0,85 - 0,9). Для обмотки (фиг. 5) Кобр - 0,864 и Кобзр- 0,484. Для обмотки по четвертому варианту в 51 пазу (фиг. 6) группы содержат по четыре катушки с YI 11-2(1-1) 11, 9, 7, 5 для групп 1, 5, 9 и с YI 12-2(i - 1) 12, 10, 8, 6 для остальных групп, где i 1-4 - номер катушки в группе. Первая подгруппа содержит наружную катушку для групп 1, 5, 9, наружную и соседнюю с ней для остальных групп, а вторая подгруппа - остальные катушки групп. Здесь а 3,53° и Зй 10,59° (фиг. 2 и 3); Е, 0,977 .+ (0,996 + 0,943) (I + 2cos(XH 6,787; Ef - 0,896 + 0,759 + 0,578 -f -f (0,834 + 0,674) (1 -f 2cosot) 6,750. Для обмотки (фиг. 6) Кобр 0,846 и Ko63f). 0,589. На фиг. 1, 4, 5 и 6 стрелками показаны направления токов: верхний ряд - при питании обмотки через выводы С1, С2, СЗ трехфазным током (полюсность р 2), а нижний ряд - при питании обмотки через дополнительные выводы 01 - 02 однофазным током (полюсность Зр 6). Поле с полюсностью Зр 6 на выводах С1, С2, СЗ ЭДС не наводит в силу симметрии фаз. Таким образом, обмотка эквивалентна двум независимым обмоткам: трехфазной для полюсности р 2 и однофазной для полюсности Зр 6. По отношению к дополнительным выводам 01-02 ее можно использовать на переменном или постоянном токе. Обмотка имеет разновитковые катушки в группах, что упрош,ает конструкцию и изготовление обмотки по сравнению с известПредлагаемую обмотку можно применять например, на статоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармони поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и других типах совмеш.енных электрических машин. 12 7

фиг. ГО 77 JZ /