Трехфазная двухскоростная полюсопереключаемая обмотка Советский патент 1984 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится к полюсопереключаемым обмоткам многоскоростных электрических машин переменного тока. Известна трехфазная двухскоростная обмотка машин переменного тока отношением чисел пар полюсов 3:4, катушки которой при числе п.ар полюсов кратном трем соединяются Т-образно с тремя параллельными ветвями 1. Недостаток данной обмотки обусловлен наличием большого числа выводов (десять), .участвующих в переключении частот вращения. Известна также двухскоростная пол сопереключаемая обмотка с Т-образным включением при числе пар полюсов р состоящая из двенадцати одинаковых катушечных групп, соединенных в три параллельных ветви 2. Недостатками указанной обмотки являются наличие большого числа вывсэдов {восемь ) на переключатель частоты вращения, а также несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов кратном трем. Наиболее близкая к предлагаемой трехфазная двухскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 3:4 выполнена из двенадцати групп, равномерно распределенных по расточке машины и включенных Т -образно с тремя параллельньв ш ветвями. Нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно и соединены в три параллельные ветви с порядковыми номерами катушечных груип в параллел ных ветвях 1-7} 9-3, 5-11, а к сред ним точкам этих, ветвей подключены встречно с ними соединенные параллел но катушечные группы 10, б, 2. Кату шечные группы 4, 8, 12 выполнены с сечением меди в три раза большим и числом витков в 4,1 раза меньшим по cpaBHeziHio с остальными катушечны ми группами и включены последовательно-встречно с катушечными группа гли 10, -б, 2. Обмотка двухслойная, симметричная, имеет независимые выводо для обоих чисел пар nojnocoB З Известная обмотка характеризуетс наличием большого числа катушек ((тр дцать шесть )р двухслойным исполнением низким использованием (75%) на низшей, частоте вращения, что обуслов ливает ее сложность, повышает трудо емкость ее изготовления, снижает использование габарита и ухудшает характеристики двигателя при брльшем числе пар полюсов. Цель изобретения - упрощение койструкции обмотки и улучшение характеристики двигателя. Поставленная цель достигается, тем, что в трехфазной двухскоростной полюСопереключаемой обмот.ке с отношением чисел пар полюсов 3:4 для числа пазов 2 и кратного 36, содержащей двенадцать катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каясдой параллельной ветви, порядковые номера которглх в параллельных ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения двух нечетных катушечных групп в параллельных ветвях встречно с этими катушечными группами подключены ссютьетственно четные катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2, а катушечные группы 4, 8, 12 выполнены с чисjioM витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и включены последовательно с катушечными группами 10,6,2, каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с отношением чисел витков внутренней и внешней катушек равным 1:2, причем внешние катушки катушечных групп 4, 8, 12, обозначенные соответственно 4, 8, 12 , соединены между собой последовательно и подключены к точке параллельного соединения катушечных групп 2-6-10 встречно с ними, а внутренние катушки катушечных групп 4,8,12, обозначенные соответственно 4, в, 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 вывод из начальной точки соединенных последовательно катушек 4- , 8 , 12 , На фиг. 1 представлена схема соединения элементов трехфазной двухскоростной полюсопереключаемой обмотки с отношением чисел пар полюсов 3:4; на фиг, 2 - развернутая схема трехфазной двухскоростной полюсопереключаемой обмотки с числами полюсов 6 и 8 для на фиг. 3 - то же, . Трехфазная двухскоростная гюлюсопереключаемая обмотка состоит из двенадцати катушечных групп, равномерно распределенных по рагточке машины. Каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с отношением чисел витков внутренней и внешней катушек 1:2 (фиг.2). Нечетные катушб;чные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенньлми катушечными группа1ми 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 встреч но с нечетными катушечными группами и соединены между собой в общей точке, образуя три параллельные ветви (фиг.. Из четных катушечных групп 4,8,12, выполненых с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами, выделены внешние катушки, обозначенные соответственно порядковыми номерами 4 , 8, 12, которые соедине ны между собой последовательно и подключены встречно к соединенным па раллельно катушечным группам 10-6-2 Внутренние катушки катушечных групп 4, 8, 12 обозначенные соответственно порядковыми номерами 4 , 8 , 12 подключены к точкам соединения между собой катушечных групп 1-7-10, 5-11-2, 9-3-6 согласно по отнсянению к катушечным группам 10, 6, 2 и образуют выводы для чисЛа пар полюсов . Выводами для служат выводы из точек соединения катушечных групп 1-9-5, 7-3-11 и начальной точки соединенных последовательно катушек 4, 8, 12 . Обмотка имеет шесть выводов и выполнима при. числе пазов Z 36 и кра ном 36. Однослойная часть обмотки при Z 36 занимает 2/3 пазов машины что значительно упрощает обмотку, уменьшает число ее элементов и снижа ет трудоемкость изготовления . При кратном числе пазов равном Z 73 (фиг.З) увеличение числа пазов вдвое обеспечивает однослойное выполнение всей обмотки. При этом катушечные группы 4, 8, 12 также разделены на две части с отношением чисел витков внутренней и внешней частей 1:2 Выполнение катушечных групп обмотки в виде концентрически расположенных Катушев с различными шагами по пазам обеспечивает различные обмоточные коэффициенты, а следовательно, различные значения ЭДС, ийдуктируемце в отдельных катушках в зависимости от числа пар полюсов. При этом направления векторов ЭДС каждой катушки одинаковы и соответствуют направлению результирующего . вектора ЭДС катушечной группы. В предлагаемой обмотке, при числе пар полюсов ЭДС внешней катушки каждой катушечной группы значительно превышает процентное содержание меди этий катушки из-за большого приближения 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 катушечкой группы, поэтому выделение из катушечных групп 4, 8, 12 внешних катушек с порядковыг.1и номерами 4 , 8 , 12 и последовательное их включение в фазу В при р 3 обеспечивают полную симметрию обмотки при трехфазном питании. Внутренние катушки с порядковыми номерами 4 , 8 , 12 включены в фазы А, В, С при , что повышает использование обмоточной меди, улучшает кривую намагничивающих сил и характеристики двигателя при данном .числе пар полюсов по сравнению с прототипом. В обмотке использование обмоточной меди при составляет 91,7%, а при р 4 83,3%. Обмотка содержит девять одинаковых катушечных групп и шесть отдельных катуШек и имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полюсов. На низшей частоте вращения при р 4 обмотка соединяется в тройную звезду, а на высшей частоте вращения при р 3 - Т Т-образно с тремя параллельными ветвями (фиг.1 ). По сравнению с известными двухскоростными обмотками с отношением чисел пар полюсов 3:4 предлагаемая обмотка отличается простотой конструкции благодаря однослойному исполнению 66,6% обмотки и уменьшению в 1,5 раза числа ее элементов, повышенным использованием обмоточной меди на низшей частоте вращения и повышенным заполнением пазов медью благодаря устранению междуслойной изоляции.При числе пазовZ 72 эти преимущества обмотки возрастают благодаря однослойному исполнению всей обмотки. Обмотка имеет минимальное число выводов и независимые входы для каждого числа пар полюсов, что обеспечивает упрощение переключайощей аппаратуры и расширяет область ее использования. Изобретение может .найти широкое применение в многоскоростных двигателях, в машинах с внутренним касKavCiOM, в регулируемых двигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов. При этом целесообразным является использование предлагаемой обмотки в машинах с постоянным моментом и возрастающим с увеличением частоты вращения моментом нагрузки.

Q 8

ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА машин переменного тока с отношение чисел пар полюсов 3:4 для числа пазов кратного 36, состоящая из двенадцати катушечных групп, равномерно распределенных по расточке ма1аины, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными кaтyшeчнiJми группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения нечетных катушечных групп в параллельных ветвях встречно с этими катушечными группами подключены соответственно четные катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2, а катушечные группы 4, 8, 12 выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и включены последовательно с катушечными группами 10, 6, 2, отличающаяся тем, что, с целью упрощения и улуч,шения характеристик, каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с отношением чисел витков внутренней и внешней катушек равным 1:2, причем внешние катушки четных катушечных групп 4, 8, 12, обозначенные соответственно 4 , З , 12 , соединены между собой последовательно и подключены к точке параллельного соединения катушечных групп (Л 10-6-2 встречно с ними, авнутрениие катушки катушечных групп 4, 8, 12, обозначенные соответственно 4 , в, 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 О5 служат выводы из точек соединения ел нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывод из начальной точки со соединенных последовательно катушек д Я 1 т , о , J. . да

4 ж )8

Ю }6 }2

I

6 Фив./