Трехфазная полюсопереключаемая обмотка электрических машин переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится к полюсопереключаемым обмоткам многоскоростных электрических машин переменного тока, , Известна трехфазная полюсопереклю чаемая обмотка для , двухскоростных ма шин переменного тока с отношением Чисел пар полюсов 3:4, катушки кото рой при числе пар полюсовf кратном Трем, соединяются Т-образно с тремя параллельными ветвями l Недостатком данной обмотки являвЗ ся taличиe большого числа выводов (10 выводов), используемых при переключении частоты вращения, Известна трехфазная двухскорост-ная обмотка с отношением чисел пар полюсов 3:4, состоящая из 12 оди- . наковых катушечных групп, соединенных Т-образно с Тремя паргшлельными Ветвями 2 . Недостатком этой обмотки является сравнительно большое число выводов (8 выводов) на переключатель частоты вращения, а также несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем. Известна полюсопереключаемая обмо тка с отношением чисел пар полюсов 3:4, состоящая из 12 катушечных груп которые включены Т-образно при числе пар полюсов г кратном трем. Известноа обмотка двухслойная, симметричная, имеет независимые выводы для обоих чисел пар полюсов зЗ , Недостатками такой обмотки являют ся сравнительно низкое использовавне (75%) обмотки при большем числе полюсов и двухслойное исполнение, усложняющее обмотку. Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная двухскоростная обмотка,- предназначенная для числа пазов Z 36 и кратного 36 и содержащая 12 катушечных групп, равномер но распределенных по расточке машины, каждая из которых выполнена из двух концентрически расположенных катушек с отношением чисел витков внутренней и внешней катушек 1:2, Не четные катушечные.группы обмотки сое динены между собой в три параллельны ветви, к средним точкам которых под ключены встречно с ними три четных катушечных группы, а три других чет катушечных группы выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечение меди в три раза большим по сравнению с остгшьными катушечными группами. Внешние катушки этих катушечных групп соединены между собой последо вательно и подключены к точке соеди нения четных катушечных групп, а внутренние катушки подключены к точ кам соединения нечетных катушечных групп в параллельных ветвях,Указанн обмотка однослойно-двухслойная. Симметричная, имеет по три независи iJ&a вывода для каждого числа пар полюсов 4 . Недостатками известной обмотки являются ограниченная область применения, определяемая числом пазов Z 36 и кратным 36, и сравнительно HsiSKoe использование обмоточноймеди при р ж 3, что ухудшает характеристики двигателя. Цель изобретения - расширение области применения обмотки для числа пазов Z 48, повышение использованкя обмотки и улучшение характеристик двигателя. Указанная цель достигается тем, что в трехфазной двухскоростной обмотке с отношением чисел пар полюсов 3:4, содержащей 12 основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины с двумя концентрически расположенными катушками в каждой катушечной группе и отношением чисел витков внутренней и внешней катушек 1:-2, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в ветвях 1-7, 9-3, 5-11, четные катушечные группы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в ветвях 10-4, 6-12, 2-8, причем средние точки этих ветвей подключены к средним точкам параллельных ветвей, образованных нечетными катушечными группами, с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6-12, 5-11-2-8 и встречным включением четных и нечетных катушечных групп в этих точках, а катушечные группы 2,3,6,7,10,11 охвачены концентрически дополни1ельными катушками, обозначенными соответственно порядковыми номерами 2 , з , 6 7, ю , и , из которых катушки 2, 6f 10 выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с внешними катушками основных катушечных групп и подключены последовательно к точке соединения четных катушечных групп 4-8-12 встречно с этими группами, а дополнительные катушки з, 7 f 11 выполнены с числом витков в четыре, раза мены.гчм и сечением меди в четыре раза большим по сравнению с внешними катушками основных катушечных групп и подключены соответственно к точкам соединения катушечных групп 9-3-6-12, 1-7-10-4, 5-112-8 согласно с нечетным катушечныiviH группами, образовав выводы для числа пар полюсов р 4,, а выводами i для р «: 3 явл5иотся выводы из точек соединения катушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывод из начальной точки ; последовательно соединенных дополни тельных катушек 2, 6, 10. На фиг. 1 представлена сйема сое динення элементов трехфазной двухскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 3:4; на фиг. 2 - ра вернутая схема трехфазной двухскоро стной обмотки с числами полюсов б, 8 для числа пазов Z 48. Трехфазная двухскоростная обмотка с отношением чисел парполюсов 3:4 содержит 12 основных одинаковых катушечных групп и 6 дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к основным катушеч ным группам 2, 3, б, 7, 10, 11 вне этих групп и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2, 3 б, 7 , 10 , 11 . Каждая основная катушечная групп обмотки выполнена из двух концентри чески расположенных катушек с отношением чисел витков внутренней и внешней катушек, равным 1:2 (фиг. 2 Основные четные и нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви сдвумя встр но включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядг ковые номера которых 1-7, 9-3, 5-11 в параллельных ветвях с нечетными катушечными группами и 2-8, 6-12, 10-4 в параллельных ветвях с четными катушечными группами, а средние точки двух параллельных ветвей с четными и нечетными катушечными гру пами соединены между собой с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6-1 5-1.1-2-8, причем в этих точках четные и нечетные катушечные группы включены между собой встречно. Дополнительные катушки обмотки 3 , 7, 11 выполнены с числом витков в четыре раза меньшим и сечением меди в четыре раза большим (намотаны в четыре провода) по сравнению с внешними катушками основных катушечных групп и подключены соответственно к точкам соединения катушечных групп 9-3-6-12, 1-7-10-4, 5-11-2-8 согласно с нечетными кату шечными группами, образовав выводы Ag, Bg, GS для числа пар полюсов рг4, а дополнительные катушки 2, б -10 выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим (намотаны в три провода по сравнению с внешними катушкам основных катушечных групп и подключ ны последовательно к точке соединен катушечных групп 4-8-12 встречно с этими группами (фиг. 1). Выводы обмотки для числа пар полюсов р г 3 А, Cg выполнены из точек соединени катушечных групп 1-9-5, 7-3-11, а выход В из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек 2 , f -О . Указанная обмотка однослойно-двухслойная имеет б выводов и выполнима при числе пазов Z 48 и кратном ,48, Однослойная часть обмотки зани мает 75% пазов машины, что упрощает. обмотку, уменьшает число ее элементов, снижает трудоемкость изготовления . На низшей частоте вращения при р ;г 4 обмотка соединяется в звезду с четырьмя параллельными ветвями. Последовательное включение дополнительных хатушек З, 7, и в фазы обмотки при данном числе полюсов повышает использование обмоточной меди, достигнувшее 87,5%, обеспечивает равенство индукций в зазоре двигателя при обеих числах пар полюсов. При числе пар полюсов р г 3 обмотка соединяется Т-образно с тремя параллельными ветвями. Симметрия токов в фазах при трехфазном питании достигается включением в фазу только трех катушек с порядковыми номерами 2, б, 10 , обладающих высоким обмоточным коэффициентом благодаря выполнению их с диаметргшьным шагом по пазам для данного числа пар полюсов. На этой частоте вращения используется 68,7% обмотки, включающие катушечные группы и отдельные катушки От всех 12 фазных зон, что обеспечивает хорошую форму кривой намагничивающих сил, улучшает характеристики двигателя. По сравнению с известными двухскоростными обмотками данного типа предлагаемая обмотка отличается областью применения, которая определяется . числом пазов Z 48 и кратным 48, простотой конструктивного исполнения, уменьшающей трудоемкость изготовления, увеличением однослойной части обмотки, повышающим заполнение пазов обмоточной медью. Обмотка имеет минимальное число выводов и независимые входы для обеих полюсностей. Она может найти применение в многоскоростных двигателях переменного тока, в машинах с внутренним каскадом, в двигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов, .Эконотиический эффект от внедрения предлагаемой обмотки в машинах переменного тока достигнут благодаря расширению области применения обмотки с высокими технико-экономическими показателями для числа пазов Z 48. В базовых многоскоростных двигателях новой серии 4А с Z 48 для числа пар полюсов р г 3 применяются отдельные обмотки. Применение полюсопереключаёмой обмотки в двигателях позволяет повысить мощность в заданном габарите на 20-25%. Благодаря увеличению однослойной части обмотктл на 8,4% снижается трудоемкость изготовления на 5-6%, повышается заполнение пазов медью. Повьзшение использования обмот™ 5 ки на низшей частоте вращения по сравнению с известной обмоткой улучшает характеристики двигателя. Наличие в обмотке независимых выводов для обоих чисел пар полюсов упрощает пе- 10 реключаюиою аппаратуру, повышает надежность электропривода, что поь-Ьоляет также использовать предлагаемую обмотку в двигателях с фазны и роторами и числом пазов на роторе Z 48. Выводы обеих полюсностей обмотки сое диняются с одними и теми же тремя контактными кольца УШ на роторе,что обеспечивает две ступени частоты вращения двигателя без усложнения конструкции машины, снижение потерь скольжения на 30-35% и повышение энергетических показателей двигателя.

ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА с отнсяаением чисел пар полюсов 3:4, содержащая 12 основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины с двумя концентрически расположенными катушками в каждой катушечной группе и отношением чисел витков внутрен.ней и внешней катушек 1:2, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера ко- . торых в ветвях 1-7, 9-3, 5-11, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения обмотки для числа пазов Z 48, повышения использования обмотки и улучшения характеристик, четные катушечные группы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в ветвях 10-4, 6-12, 2-8, причем средние точки этих ветвей соединены со средними точками параллельных ветвей, образованных нечетными катушечными группами с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-104, 5-11-2-8, 9-3-6-12 и встречным включением четных и нечетных катушечных групп в этих точках, а катушечные группы 2, 3, 6, 7, 10, И охвачены концентрически дополнительными катушками, обозначенными соответственно порядковыми номерами 2 , З, 6, 7, , 11 , из которых катушки 2, 6, (Л 10 выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с внешними катушками основных катушечных групп и подключены последовательно к точке соединения четных катушечных групп 4-8-12 встречно с этими группами, а дополнительные катушки З , 7, 11 выполнены с числом витков в четыре раза меньшим и сечением меди в четысо Jpe раза большим по сравнению с внешНими катушками основных катушечных 00 групп и подключены соответственно к о точкам соединения катушечных групп 9-3-6-12, 1-7-10-4-, 5-11-2-8 согласно с нечетными катушечными группами, образуя выводы для числа пар полюсов р t 4 , а выводы для р 3 выполнены из точек соединения катушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек 2, 6, 10.

фт.

w

2

8f