Совмещенная электромашинная одно-двухслойная обмотка Советский патент 1984 года по МПК H02K3/28 H02K19/36 

Изобретение относится к области обмоток совмеценных электрических машин и может применяться, например в синхронных машинах с системой воз буждения от третьей гармоники поля, д одномашинных преобразователях час тоты и числа фаз и др. Известна синхронная электричес кая машина с возбуждением от третьей гармоники поля, совмещенная обмотка статора которой выполнена из распределенных катушек и соедине на в фазах в две параллельные ветви начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р , а концы соединены в два дополнительных вывода для полюсности 3 р , причем вет ви выполнены с различными шагами и числами витков так, что произведения их чисел витков на обмоточный коэффициент для полюсности р разны 1 . . Недостатки совмещенной обмотки такой машины - сложность конструкции и изготовления ввиду неравномер ного распределения разношаговых и разновитковых катушек, неравномерно и неполное заполнение пазового слоя низкий обмоточный коэффициент и пло хая форма кривой НС для полюсности 3р. Наиболее близкой к данной по тех нической сушности и достигаемому результату является электромашинная совмещенная обмотка, выполненная двухслойной в 39 пазах из 12 распре деленных катушечных групп с концент ричедкими катушками, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные за жимы для полюсности р 2, а концы подключены к двум дополнительным вы водам для полюсности Зр,группы боль шие с номерами 1, 5,9 содержат по 4 катувжи с шагом по пазам (j; 10-2(i-l), аостальные малые - по 3 катушки с (j, 9-2 (-1) , катушки групп соединены в подгруппы и в одной ветви фазы соединены последовательно подгруппы первые, в другой вторые групп 1, 4, 7, 10 со встречным включением групп 4, 10 и номера групп фаз чередуются с интервалом в четыре( группы, а катушки груп выполнены разновитковыми, где 1 - 4 - номер катушки в группе 2 Недостатки ее - сложность, изготовления из-за различных чисел витков р катушках, низкий обмоточный коэффициент для полюсности Зри др. Цель изобретения - упрощение кон струкции и изготовления, улучшение использования меди и повыгяение обмоточных коэффициентов. Указанная цель достигается тем, что в совмёшенной электромашинной однослойно- двухслойной обмотке для машин с системой возбуждения от тре тьей гармоники поля, выполненный в 39 пазах из 12 распределенных кату шечннх групп с концентрическими катушками, соединенных в цепи с параллельными ветвями, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р 2, а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности Зр, катушки групп соединены В подгруппы и в ветвях фазы соединены последовательно подгруппы групп с номерами 1, 4, 7, 10 со встречным включением групп 4, 10, а номера групп фаз чередуются с интервалом в четыре группы, группы содержат по три катушки с шагами по пазам yi 10-2 (-1) для групп 2, 6, 10 и у; 9-2(J-1) для остальных групп, первая подгруппа групп 2, 6, 10 содержит катушки наружную и среднюю, а вторая - внутреннюю, в фазе соединены последовательно средние катушки групп 1, 4, 7с подгруппой первой группы 10 в цепь, начало которой подключено к зажиму фазы, а конец - к концу подгруппы второй группы 10 и началу наружной катушки группы 1, причем наружные катушки групп 1,4,7 соединены в одну ветвь, а внутренние тех же групп с подгруппой второй группы 10 - в другую ветвь и конщл ветвей подключены к дополнительным выводам, наружные катушки групп 4, 8, 12 расположены в пазах однослойно, где t 1,...,3 номер катушки в группе. Первая подгруппа групп 2, 6, 10 содержит наружную катушку, а вто- ; рая - среднюю и внутреннюю, причем однослойные наружные катуижи групп 4, 8,12 имеют вдвое большее число витков , чем остальные двухслойные катушкиНа фиг.1 и 2 изображены схема предлагаемой обмотки соединения показаны для одной фазы } на фйг.З упрощенная схема одной фазы на фиг.4 и 5 - диаграммы сдвига осей групп для полюсностей р 2и3р 6. Обмотка (фиг.1 и 2}выполнена трехфазной в 39 пазах с р 2 и содержит 12 распределенных катушечных групп с номерами 1-12. Группы вы- , полнены из трех с шагами по пазам У; 10-2С -1)2 Ю, 8, 6, ля групп 2, б, 10 и с (j; 9-2(-lj.2 9,7, 5, для остальных групп, где 1,- 3 - Hcwep катуьжи в группе. ля обмотки (фиг.1) подгруппа первая групп 2, б, 10 содержит катушки наужную и среднюю, а вторая - внутеннюю. В первой фазе соединены поледовательно средние катушки групп , 4, 7с подгруппой первой групы 10 ( для групп 4 и 10 - встречное ключение) в цепь начало которой подключено к зажиму фазы С1 для полюсности р 2, а конец - к концу подгруппы второй группы 10 и началу наружной катушки группы 1. Наружные катушки групп 1, 4,7 соединены в одну ветвь, а внутренние тех же групп с подгруппой второй группы 10 в другую ветвь и концы ветвей подключены к дополнительным выводам 01 и 02 для полюсности Зр - 6. Лналогичио выполнены и фазы С2, СЗ, номе ра групп которых чередуются относительно фазы С1 с интервалом в четыре группы. Наружная катушка групп 4 8, 12 расположена в пазах однослойно, а остальные катушки групп - дву слойно. Для обмотки (кг.2 обозначения и соединения те же, что и на фиг.1. Здесь подгруппа первая группа 2, б, 10 содержит наружную, а вторая среднюю и внутреннюю. Однослойные наружные катушки групп 4, 8, 12 име ют вдвое большее число витков, чем остальные двухслойньге катушки. На Фиг.1 и 2 верхний ряд стрелок показывает направления токов в фазе при питании обмотки через тзыводы С1, С2, СЗ трехфазным током Д р 2), а нижний ряд - при питании обмотки через выводы 01 и 02 однофазным током (, 3 р 6) . На диаграммах сдвига осей групп обмотки ( осям приписаны номера гру ot 4,615 для р 2 (фиг. 4) и 3(i 13,845° для Зр б (фиг.5). ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения: для р 2 - kjp 0,999j 0,961; 0,823 для групп 2, б, 10 и tiP 0,993; 0,90 0,721 для остальных групп, для Зр 6 - V f 0,993 -0,663; 0,239 д групп 2, 6,.10 и -0,935; -0,239; 0,663 для остальных групп. ЭДС частей обмотки (фиг.1) для р 2 равны (см. фиг.З и 4 : для це- ли С1-С„-В 0,904(l-t-2Uo5oi)NNK + +(0,999+0, 4,666Wk, для ветви 01-С Е, 0,993(l+2co «i.)N 2,973VJK; для ветви 02-С-Е, 0,72lU+2co5) -t-0, 2,981W, где It - число витков катугчки. Для ветвей 01-С и 0,2-С ЭДСЕ и Е, практически равны и поэтому поле с р 2 на выводах 0,1 и 0,2 ЭДС не наводит. ЭДС Фазы обмотки .равна Е /Е,+(Е, /2 7, и обмоточный коэффициент для р 2 равен-Хобр 7,643/(5+3,5)0,9. Для 3 р ,6 (см. фиг.З и 5) Е, 10,935+0,663) (1+ +2cos3oL-)V)H+0,239 WM 4,94-У,и обмоточный коэффициент для 3 р 6 равен КОИР. 4,94/7 0,706. Для обмотки фиг.2 аналогично получим: EI е 0,904 (.l+2cogot) Vtfy + + 0,999NNt( 3,705Wx; Е 2-0,993 (l+co5(t)WK 3,,E7 (0,961 + +0,Q23)WK +0,721 Cl + 3,942Vli E.(, 7.,659VJ иХовр 7,659/8,5 0,901; E, 2-0,935 ( 1+cos Зо1)Мц+0,663С1+2совЗо(.к + + (0,239-0,663 WK 5,212VJk 5,212/9 0,579. По сравнению с известной обмоткой, имeкиI eйkвБp 0,883-0,525 . 0,4636, предлагаемая обмотка имеет в 1,27 раз лучцее использование меди для обмотки на фиг.1 и в 1,13 раза для обмотки на фиг.2. Кроме того, она проще в изготовлении и имеет лучшие параметры (меньшие активные и индуктивные сопротивления для Зр 6 -полюсной цепи,. Для упрощения изготовления обмотки целесообразно группы 1, 4, 7 фазы наматывать на шаблоне непрерывно, что уменьшает количество междукатушечных соединений, чем обусловлен указанный порядок расположения- начальных катушечных групп.

1. СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИН НАЛ ОДНО- ДВУХСЛОЙНАЯ ОБМОТКА для машин с системой возбуждения от т ретьей гармоники поля, выполненная в тридцати девяти пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с концентрическими катумками, соединенных, в цепи с параллельными ветвями, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р 2, а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности 3 р , катушки групп соединены в подгруппы и в ветвях фазы соединены последовательно подгруппы групп с номерами I, 4, 7, 10 со встречньм включением групп 4, 10, а номера групп Фаз чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упромения конструкции и изго товления, повышения использования меди, .группы содержат по три катушки с шагами по пазам у; 10-2(-1) для групп 2, 6, 10 и ; 9-2 (;-1) для остальных групп, первая подгруппа групп 2, 6, 10 содержит катушки наружную и среднюю, а вторая - внутреннюю, в фазе соединены последовательно средние катушки групп 1, 4, 7 с подгруппой первой группы 10 в цепь, начало которой подключено к зажиму фазы, а конец - к концу подгруппы второй группы 10 и началу наружной катушки группы 1, причем наружные катушки групп 1, 4,7 соеди(О нены в одну ветвь, а внутренние тех же групп с подгруппой второй группы 10 - в другую ветвь и концы ветвей подк.пк1чены к указанным дополнительным зажинам, а наружные катумки групп 4, 8, 12 расположены в пазах однослойно, где i 1,...,3 номер катушки в группе. 2. Обмотка по п. I, отличающаяся тем, что первая поД группа групп 2, 6, 10 содержит наружную катушку, а вторая - среднюю к внутреннюю, причем однослойные наружные катушки групп 4, 8, 12 имеют вдвое большее число витков, чем остальные двухслойные катушки. 10 . / //

/г 1г3 4 5 б7 Фиг. 2 83 W 11 02 сЗ

Зек

к fff

11

Фиг. 5