Совмещенная статорная обмотка переменного тока (ее варианты) Советский патент 1984 года по МПК H02K3/28 

2. Совмещенная статорная обмотка переменного тока выполненная двухслойной в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп с концентричес г кими катушками, трехфазная для полюс нести р-2 с соединением фаз в две параллельные звезды, начала которых образуют трехфазные выводы, а их нулевые точки - два дополнительных для полюсности Зр, катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в первой фазе первой звезды соединены последовательно первые подгруппы групп с номерами 1,4,7,10,в первой фазе второй звезды - вторые подгруппы тех же групп, причем подгруппы четных групп включены встречно относительно подгрупп нечетных групп и номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции/ улучшения параметров и

использования меди и расширения области применения, группы разбиты на три подгруппы и в каждой фазе тре-.тьи подгруппы групп соединены последовательно в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а конец подключен к выводу той же фазы параллельных звезд, три большие группы с номерами 2,6,10 содержат по четыре катушки с шагами по пазам -У 10-2 (i -1) , а остальные малые группы - по три катушки с шагами () , катуш с номерами образуют первую подгруппу, катушки ,3и 3 вторую подгруппу.катушки с i: 4 и k-2 - третью подгруппу, причем число виткоё катушек больших групп равно (1,0-1,05)W|., где i 1-4 и - номер катушки в больших и млых группах, W| - число витков в катушках малых групп.

1.- Совмещенная статорная обмо ка переменного тока, .выполненная двухслойной в 39 пазах из 12 распр ,деленных катушечных групп с концен рическими катушками, трехфазная для полюсности р-2 с соединением фаз в две параллельные звезды, начала которых образуют трехфазные в воды, а их нулевые точки - два доп нительных зажима для полюсности Зр катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в первой фазе первой звезды соединены последовательно первые подгруппы групп с номерами 1,4,7,10, в первой фазе второй звезды - вторые подгруппы тех же групп, причем подгруппы четных групп.включены встречно относительно подгрупп нечетных групп и номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяс я тем, что, с пелью упрощения кон струкции, улучшения параметров и использования меди и расширения области применения, группы разбиты на три подгруппы и в каждой фазе третьи подгруппы групп соединены последовательно в дополнительную ветвь начало которой образует зажим фазы, а конец подключен к выводу той же фазы параллельных звезд, три большие группы .с номерами 2,6,10 содержат по четыре катушки с шагами по пазам V.J - 9-2 (i - 1) , а остальные малые группы - по три катушки с шагами (k-l) f катушки с номерами i : К 1 образуют первую подгруппу, катушки с ,3,4 и К--з - вторую подгруппу, катушки с k-2 - третью подгруппу, где 5-1-4 - номера катушек в больших и малых группах.

Изобретение относится к обмоткам совмещенных электрических машин и может быть использовано, например, в синхронных машинах с возбуждением от третьей гармоники поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др

Известна синхронная электрическая машина с возбуждением от третьей гармоники поля,, совмещенная статорная обмотка которого выполнена из распределенных катушек и соединена в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р , а их концы соединены в два дополнительных вывода с полюсностью Зр, причем ветви фазы выполнены с различными шагами и числами витков так что произведения их чисел витков на обмоточный коэффициент для полюсности р равны l,

Недостатками данной обмотки являются сложность конструкции и изготовления из-за неравномерного распределения разношаговых и разновитковых ка,тушек,- неравномерное и неполное заполнение пазового слоя, низкий обмоточный коэффициент, плохая форма н.с. для полюсности Зр и др.

Наиболее близкой к предлагаемой является электромашинная совмещенная обмотка, выполненная в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп-с концентрическими катушками, соединенных в фазах в две параллельвые ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р 2, а. концы подключены к двум дополнительным зажимам для полюсности Зр, три большие группы с номерами 1,5,9 содержат по четыре катуш с шагами по пазам У. 10-2 (-i -1) , а остальные малые группы - по три катуЕнки с ,9-2(1-1), катушки групп разбиты на подгруппы и в одной ветв фазы соединены последовательно первые подгруппы, а в другой ветви вторые подгруппы групп 1,4,7,10, причем подгруппы четных групп включены встречно относительно подгрупп нечетных групп, номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы и катушки групп выполнены разновитковыми 2 i

Известная обмотка характеризуется сложностью конструкции и изготовления из-за различных чисел витков в катушках групп, низким обмоточным коэффициентом для полюсности Зр, а также неизменным соотношением между числами витков для полюсностей р и Зр, что ограничивает ее применение, например, для машин с напряжением 230 и 400 В.

Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления обмотки путем выполнения катушек равновитковгыми, улучшение параметров путем повышения обмоточного коэффициента для полюсности Зр, улучшение использования меди, а также расширение области применения путет выполнния обмотки на напряжения 230 и 400 В.

Поставленная цель достигается те .что в совмещенной статорной обмотке переменного тока, выполненной двухслойной в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп с кон центрическими катушками, трехфазной для полюсности ря2 с соединением фаз в две параллельные звезды, начала которых образуют трехфазные выводы, а их нулевые точки - два дополнительных зажима для полюсности Зр, катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в первой фазе первой звезды соединены последовательно первые подгруппы групп с номерами 1,4,7,10, в первой фазе второй звезды - вторые подгруппы тех же групп, причем .подгруппы четных групп включены встречно относительно подгрупп нечетных групп и номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы, группы разбиты на три подгруппы и в каждой фазе третьи подгруппы групп соединены последовательно в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а конец подключен к выводу той же фазы параллельных звезд, три большие группы с номерами 2,6,10 содержат по четыре катушки с шагами по пазам :у. r9-2Jt «(i-1), а остальные малые группы по три катушки с () , катушки с номерами i-k-l образуют первую подгруппу, катушки с i- 2,3,4 и 1 3 - вторую подгруппу, катушки с V 2 - третью подгруппу, где i- 1-4 и 1с 1-3 - номера катушек в больших и малых «группах. I

По второму варианту группы разбиты на три подгруппы и в каждой фазе третьи подгруппы групп соединены последовательно в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а конец подключен к выводу той же фазы параллельных звезд, три большие группы с номерами 2,6,10 содержат по.четыре катушки с шагами по пазам V, 10-2 (i-l), а остальные малые группы по три катушки-с (X-l) , катушки с номерами i-k- 1 образуют первую подгруппу, катушки с ,3 и V-3 - вторую подгруппу, катушки с и k:2 - третью подгруппу, причем число витков катушек больших групп равно (1,0-1,05)W, где i-1-4 и 1-3 - номера катушек в больших и малых группах, W - число витков в катушках малых групп.

На фиг,1 изображена схема предлагаемой обмотки (соединения показаны для одной фазы); на фиг.2 то же, вариант исполнения; на фиг.З - упрощенная схема одной фазы; на фиг. 4 и 5 - диаграмт ы сдвига осей катушечных групп для полюсности Р-2 и Зр-6.

Обмотка (фиг.1 и 2)выполнена трехфазной для полюсности рг2 в 39 пазах и 12 распределенныхКатушечных групп с номерами от 1 до 12. Группы выполнены из концентрических катушек, и три большие группы с номерами 2, 6,10 содержат по четыре катушки с

0 шагами по пазам У; , а остальные малые группы - nj три катушки с шагами по пазам v , где у-- 9-2 (i-l) н V|.;:8-2 (k-l) для обмотки, изображенной на фиг.1,, 10-2 (i-l) и Уц 9-2 (-1) для обмотки, изображенной на фиг.2, 1-1-4 и k-1-3 - номера катушек в больших и малых группах. Катушки каждой группы разбиты на три подгруппы. Фазы обмотки соединены в две трехфазные параллель ные звезды,начала которых образуют трехфазные выводы (вывод С на фиг.З для первой фазы), а их нулевые точки - два дополнительных зажима 01 и 02 для полюсности Зр-б. В первой

5 фазе первой звезды соединены последовательно первые подгруппы с номерами 1,4,7,10, в первой фазе в.торой звезды - вторые подгруппы тех же групп, причем подгруппы чет0ных групп 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп нечетных групп 1 и 7. Третьи подгруппы групп фазы соединены последовательно в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы С1, а конец подключен к выводу С (фиг.З). той же фазы параллельных звезд.

Аналогично выполнены фазы С2 и СЗ, номера групп которых чередуются

0 с интервалом в четыре группы (группы с номерами 5,8,11,2 для фазы С2, группы с номерами 9,12,3,6 для фазы СЗ). Для обмотки, изображенной на фиг.1, первую подгруппу образуют катушки с номерами i , вторую подгруппу - катушки с 2,3,4 и Х-3, третью подгруппу - катушки с k-2. Для обмотки, изображенной на фиг.2, первую подгруппу образуют катушки с 1, вторую подгруппу 0катушки с i-2,3 и 1ic;3, третью подгруппу - кат:ушки с i- 4 и k : 2.

На фиг.1 и 2 верхний ряд стрелок показывает направления токов при питании обмотки через выводы С1, С2, СЗ трехфазным током (для одной фазы С1), а нижний ряд - при питании обмотки через выводы 01, 02 однофазным током.

На диаграммах сдвига осей катушечных групп о.бмотки (фиг. 4 и 5) оба},615° для р-2 и 3oi 3,845 для Зр-б (1-12 - номера групп).

ЭДС катушек пропорциональна их коэффициентам укорочения. Для обмот5ки, изображенной на фиг.1 (ps2; ,993; 0,904;0,721; 0,5647 для больших групп 2,6,10; 0,961, 0,823, 0,601 для остальных малых групп), ЭДС ее частей {с учетом лиаграммы на фиг.4) равны: для ветви CI-C (фиг.З). Е, 0,823 (l+2cosot.) 2,464 WK , для ветви 01-С Е Е 0,,96I (H-2cosot)WK гЗ,87«/к, для ветни 02-С (0,904 + 0/721 + 0, 4647)-W| to, 6 01 (l + )W| : -3(.89W , где WK - число витков катушек. Для ветвей 01-С и 02-С первой и второй звезд фазы Еь и практически равны и поэтому поле с р-2 на дополнительных зажимах 01-02 ЭДС не наводит. ЭДС фазы обмотки + ()/2-6, 344 WK ; обмоточный коэффициент для полюсности 6(,344/8 0,793. Для полюсности JP -0,935; -0,239; 0,663; 0,993 для больших групп 2,6,10 и К ч, ,663, 0,239, 0,935 для остальных малых групп. По отношению к цепи между выводами 01-02 (с учетом диаграммы на фиг. 5) Е, H0, Ч1+2совЗоО к+0935 х7 +(0,993-0,6630,239)WK +0,935(l + 2cos3c)W.7,053 х XW Г-ббмоточный коэффициент для полгосности Зр 6 Kpg ЗР 7,053/10 0,7053, Для обмотки, изображенной на фиг.2, аналогично (р-2; Кур 0,999 0,961; 0,823; 0,601 для больших групп; К,,р-6,933; 0,904; 0,721 дл малых групп) Е( - 0,,904 x(l + 2coSei)W 3,307 W , Е EO,999W + 0,993 (l + 2cosoi)WM-3,972W|, (0,961+0,823),721 (l + 2cosoi) W, г 3,942. Так как Е{::Е, на вывода 01-02 поле с р-2 практически не на

i

Фиг.г

ts tt

Псз водит ЭДС {для полного уничтожения этой ЭДС число витков катушек больших групп следует брать 1,04Я/((, где v/ число витков катушек Majnjx групп). ЭДС фазы Е 53,(3,972+3,942)« WK/2r7,.264lV« и Кр5 - 7,264/8,5-0,855. Для полюсности Зр-6 К,,993; -0,663; 0,239; 0,935 для --0,935; -0,239; больших групп; к 0,663 для малых групп; Ез-0, ;(l+2cos3oii)+0,993W +(0,239-О,663) X ,663 (l+2cos3o6) ,27 W,, ; .зр 527/9 0,5856. Таким образом, в предлагаемой обмотке часть катушек выведена из цепи для полюсности Зр (фиг.З), что повышает обмоточный коэффициент Зр уменьшает активные и индуктивные сопротивления обмотки для этой цепи. По сравнению с обмоткой по прототипу, для которой Kgg р: 0,883 и , :iO,525, предлагаемая обмотка характеризуется лучшим использованием меди: в (0,793-0,7053): ; (0,883--0,525) 1,21 раза для обМОТКИ1 изображенной на фиг.1, и в (0,855-0,5856) : (0,883 .0,525);, раза для обмотки, изображенной на фиг.2. Для упрощения изготовления обмотки целесообразно катушки малых групп фазы (например, 1,4,7 на фиг.1 и 2) наматывать на шаблоне непрерывно, что позволяет исключить выполнение междукатушечных соединений между ними и упрощает процесс намотки статора. Этим обстоятельством и обусловлен указанный порядок расположения начальных катушечных групп фаз.

9

Ж

3л, / 3

/

Фи.5