Совмещенная электромашинная обмотка статора (ее варианты) Советский патент 1984 года по МПК H02K3/28 H02K19/36 

2. Совмещенная электромашинная обмотка статора, выполненная в 21р пазах из 6р распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, с номерами групп в фазах 3+3k; 5-t-3k и с соединением фаз в две параллельные звезды, ну-. левые выводы которых образуют два дополнительных зажима полюсности ,3р, катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в фазе соединены последовательно: первые подгруппы групп в ветвь одной звезда, вторые подгруппы в ветвь той же фазы другой звезды со встречным включением катушек четных групп, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода меди и улучшения параметров, группы выполнены из трех катушек с шагами по па зам у 9,7,5 для нечетных и у 8,6,4 для четных групп, первая подгруппа нечетных и четных групп содержит наружную катушку, вторая подгруппа четных групп - среднюю и внутреннюю, катушки средняя и внутренняя нечетных групп соединены в фазе согласно в р дополнительные ветви, начала кото- рых образуют зажим фазы, а концы соединены вместе и подключены к началай ветвей из первых и вторых подгрупп фазы, концы которых подключены к укй ванным дополнительным зажимам, причем внутренняя катушка четных групп выполнена однослойной и имеет вдвое большее число витков, чем остальные катушки, выполненные двухслойными.

1. Совмещенная электромашинная обмотка статора,выполненная в 21р . Пазах из Gjs распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, с номерами групп в фазах l-v3 3-v3k, и с соединением фаз в две параллельные звезды,.нулевые выводи которых образуют два дополнительных зажима для полюсноети Зр катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в фазе соединены после довательно: первыеподгруппы групп ti 2 в .ветвь одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь той же фазы другой звезды со встречным включением катушек четных групп, от л и чающая с я тем, что, с целью уменьшения расхода меди и улуч1иения параметров , нечетные группы выполнены из двух катуиюк с шагами по пазам и 7, а четные - из трех катушек с у 8, 6, 4, первая подгруппа нечетшдх групп содержит наружную катушку, вторая подгруппа четных групп - среднюю и внутреннюю, катушки внутренняя для нечетных и наружная для четных групп фазы соединены последовательно в р допоУгнительные ветви,начала которых образу- § ют зажим фазы, а концы соединены вместе и подключены к началам ветвей из первых и вторых подгрупп. фазы, концы которых подключены к указанным дополнительным зажимам, причем катушки наружная для нечетных 5 и внутренняя для четных групп выполнены однослойныпи и имеют число витков

; 1 , , Изобретение относится к обмоткам совмещенных электрических машин и может применяться-, например, в си-нх ронных машинах с возбуждением от третьей гармоники поля, в одномашин ных преобразователях частоты и числа фаз и др. Известны электромашинные совмеще ные обмотки, выполненные из 12 пространственно распределенных катушеч ных групп, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала кото рых образуют трехфазные зажимы для полюсности р 1, а концы подключены к двум дополнительном выводам для полюсности бр 6 . Недостатком таких обмоток являет ся ограниченное применение. Известна также совмещенная обмот ка статора синхронной машины с возбуждением от третьей гармоники поля выполненная из пространственно распределенных катушек, срединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для-полюсности р , а концы подключены к двум дополнительным зажимам для полюсности Зр, катушки . выполнены разновитковыМи и разношаговыми так, что произведения их чисел витков на обмоточный коэффициент в ветвях для полосности р равны 2 Недостатками данной обмоткИ явля ются сложность конструкции и ИЗГО7 товления из-за неравномерного распре деления разношаговых и разновитковых катушек, неравномерное и неполное заполнение пазового слоя, низкий обмоточный коэффициент для полюсности 3 р и др. Наиболее близкой к предлагаемой является совмещенная обмотка статора, выполненная двухслойной в 21р пазах из бр распределенных катушеч- . ных групп с концентрическими катушками , соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р , а концы подключены к дополнительным зажимам для полюсной- ти Зр, группы неч.е:тные содержат по четыре катушки с шагами по пазам у 10-2{ i- 1) а четны© - три катущкйКл; с у 9-2( i-1), катушки каждойгpyjti разбиты на подгруппы и в одной ветий включены последввательно подгруппы первые, а другой ветви - подгруппы вторые соответствующих групп фазы, где V 1-4 - номер катушки в группе 3. - Недостаток известной обмотки состоит в низком обмоточном коэффициенте для полюсности Зр, что увеличивает расход меди и ухудшает параметры цепи. Цель изобретения - уменьшение раб хода меди и улучшение параметров путем увеличения обмоточного коэффициента для полюсности Зр. Указанная цель достигается тем, что в совмещенной электромашинной обмотке статора, выполненной в 21р пазах из б р распределенных катушечных групп с концентрическими катут ками, с номерами групп в фазах 143V, 343k, 5 + 3k и .с соединением Ф&з в две параЛлельные звездьт, нулевые выводы.которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в фазе соепиненм послоповательно: первые подгруппы групп в ветвь одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь, той же фазы другой, звез ды со встречным включением катушек четных групп, нечетные группы выполнены из двух катушек с шагами по пазам у, 9. и 7, -а четные - из трех ка тушек с у 8,б,4/ первая подгруппа не четных групп содержит наружную катущ ку, вторая подгруппа четных группсреднюю и внутреннюю, катушки внутренняя для нечетных и наружная для четных групп фазы.соединены последовательно в р дополнительные ветви, начала .которьгх образуют зажим фазы/ а концы соединены вместе и подключены .к началам ветвей из первых и вторых подгрупп фазы, концы которых подключены к указанным дополнитель.ным зажимам, причтем катушки наружная для нечетных и внутренняя для четных групп в.ыполнены однослойными и имеют число витков (1,9-2,0)Мц , число витков остальных двухелейных катушек групп. Указанная цель достигается также тем, что в совмещенной электромашинкой обмотке статора группы выполнены .из.трех катушек:с шагами по пазам 5j-,7,5 для нечетных и Ij 8,6,4 для четных групп, первая подгруппа нечетных и четных групп содёржи.т наружную катушку, вторая подгруппа чётньЕ4 груп - среднюю и внутренннио ,, средняя и внутренняя катушки нечетных групп соединены в фазе /согласно параллельно в р дополнител ные ветви, начала которых образуйт зажим фазы, а концы соединены вмест и подключены к началам ветвей Из первых и вторых подгрупп фазы, концы . котЬрых подклйчены к указанньм допо нйтельным зажимам, причем внутрення катушка четных групп выполнена одно слойной и Имеет вдвое большее число Витков, чем остапьные катушки групп выполненные двухслойными, На фиг. 1 изображена схема предл гаемой обМоткй по первому варианту с на фиг. 2 - то же, по втором варианту; на фиг. 3 - диаграмма ,ЭДС для полюсностй р 1 обмотки по перво му варианту; на фиг. 4 - то же, по второму варианту. . Обмотка (фиг.1 и 2) выполнена с, в пазах из распределенных катушечных групп с номерами от 1 до бис концентрическими к тушками. Она является трехфазной дл полюсностй р 1 с номерами групп в и 4, и б, 54-5k и 2, где k 0,1,2 ,..., (2р-1) 0 и 1 фазы соединены в две параллельныезвезды (фиг.З и 4) , нулевые выводы 01 и 02 которых образуют два допол нительных зажима для полюсностй . Катушки каждой группы разбиты на подгруппы и-в фазе соединены последовательно: первые подгруппы групп в ветвь одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь той же фазы другой звезды .со встречным включением катушек четных групп по отношению к катушкам нечетных групп фазы (например, для фазы 01 подгруппа групп 1 и 4 со встречным включением катушек группы 4). Начала фаз для полюсностй р 1 обозначены как С1, С2, СЗ, а дополнительные выв оДы для полюсностй как 01 и 02; Для обмотки по первому варианту (фиг.1) нечетные группы выполнены И.З двух катушек с шагами по пазам 1)9и7, а четные --из трех катушек с ,6,4. Первая- подгруппа нечетных групп содержит наружную кат1тцку, а вторая подгруппа четных групп - . среднюю и внутренюю. Катушки внутренняя для нечетных и наружная для ) четных групп фазы соединены последовательно в р 1 дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а конец подк5почен к началам ветвей .из первых и вторых пoдгpsmп фазы, концы которых подключены к дополнительным выводам .. Например, для первой фазы картушки внутренняя 1 и ftaружная 4 группы соединены последовательно (со Встречным вкж чением четной группы 4) в. ветвь, начало которой образует зажим фазы С1, а конец подключен к началам ветвей, одна из которых содержит.подгруппы первые, а другая - подгруппы вторые групп фазы; концы этих ветвей подключены к дополнительным зажимам 01-02 для полюсностй . . Для обмоткч по второму варианту (фиг,2) группы выполнены из трех катушек с ij 9,7,5 для нечетных и ,6,4 для четных - групп. Первая подгруппа нечетнЕЛх и четных групп содержит наружную катушку, а вторая подrpyrtna четных групп - среднюю и внутреннюю. Средняя и внутренняя катушки нечетной группы фазы образуют .дополнительную ветвь (-фиг. 4), начало которой образует зажим фазы для полюсностй р 1, а конец подключен к началам ветвей из первых и вторых подгрупп групп фазы и концы этих ветвей подключен) к дополнительным выводам 01-02. Стрелками на фиг. 1 и 2 показаны направления токов: верхний ряд - .при питании обмотки через выводы С1,С2, МЗ трехфазным током (), а нижний при питании обмотки через выводы 01-02 однофазным током (). На диаграммах (фиг.З и 4) векторам ЭДС первых подгрупп приписаны номера групп со штрихом, вторых подгрупп - с .двумя штрихами, для катушек дополнительной ветви - без штрихов.

ЭДС подгрупп пропорционстльны коэффициентам укорочеНия их катушек, равным для обмотки (фигЛ): для р 1-Кцр 0,975 и 0,866 для нечетных групп, КЧР 0,931; 0,782f 0,563 для четных; для и -0,782 и О - для нечетных групп; Куэр -0,434; 0,434; 0,975 - для четных.

Из условия равенства ЭДС ветвей параллельных звезд фазы находят: О,-975 X О ,782-Ю ,563 к, откуда ,9, где за единицу принято число витков даухслойных катушек: внутреичней для нечетных и наружной и средней для четных групп; х - число витков однослойных катушек: наружной для нечетных и внутренней для четных групп.

ЭДС дополнительной ветви пропорциональна 0,866+0,,797 и обмоточный коэффициент для р 1 равен (1,797-1-1,852) (242:4) 0,829 р ; для Зр 3 - К(55,р 0,823 (дополнительная ветвь выведена из цепи между выводами 01-02).

Аналогично для обмотки (фиг.2), у которой однослойная внутренняя катушка четных групп имеет вдвое большее число витков по сравнению с остальными, двухслойньжии катушками,

оьэр /72. 0,767;

По сравнению с известной обмоткой для которой KO КО„Р 0,828-0,626, в предлагаемой обмотке по первому варианту расход мел:- меньше в 1,32 раза, а по второму - в 1,065 раза.

,

сг

J V

ФигЛ