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

Изобретение относится к полюсопереключаемым обмоткам многоскорост ных электрических машин переменного тока. Известна трехфазная двухскоростная обмотка электрических машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 2:3, которая при числе пар полюсов, кратном трем, соединяется Т-образно для трехфазного пита ния 1 . Недостатком данной обмотки является сравнительное большое число выводов (10) на переключатель скоро тей. Известна трехфазная прлюсопереключаемая обмотка с отношением числа пар полюсов 2:3, которая выполня ется из двенадцати одинаковых катушечных групп,, соединенных Т-образно с тремя параллельными ветвями. Обмотка имеет сравнительно небольшое число выводов (8) 2 . Недостатком данной обмотки .является несимметрия токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем. Известна трехфазная двухскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3 j содержащая двенадцать катушечных групп, соединенных по Т-образной схеме. Нечетные катушечные группы обмотки соединены между собой в три па{ аплельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в .1 аждой ветви, а к средним точкам параллельных ветвей подключен четные катушечные группы, три из которых соединены параллельно, а три других последовательно с ними. Обмотка двухслойная, симметричная, имеет по три независи мых вывода для каждого in ел а полюсов . «Ii. Недс|статком данной обмотки является ограниченная область применения, определяемая числами пазов, кратными 12, а также двухслойное ис полнение, усложняющее обмотку. Наиболее близкой к изобретению п технической сущности и решаемой задаче является дяухскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3, содержащая двенадцать основных катушечных групп и шесть дополнительных катушек, концентрически рас положенных по отношению к четным катушечным группам. Каждая из основ ных катушечных групп обмотки выполнена из двух концентрически располо женных катушек с шагами пО пазам ка тушек нечетных катушечных групп, большими на одно пазовое деление по сравнению с катушками четных катушечных групп. Нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых 1-7, 9-3, 5-11; а к средним точкам параллельных ветвей подключены четные катушечные группы 4, 8, 12 и последовательно с ними включены катушечные группы 2, 6, 10, выполненные с сечением меди обмоточного провода в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами. Дополнительные катушки соединены между собой последовательно в две группы с порядковыми номерами катушек в группах 1 -5-9,3-7-11 и подключены к точкам соединения между собой нечетных катушечных групп соответственно 1-5-9 и 3-7-11. Обмотка однослойно-двухслойная , симметричная, с тремя независимыми выводами для каждого числа пар полюсов, предназначена для числа пазов Z 54 и кратного 54 . Недостатками данной обмотки является сравнительно низкое использование обмоточной меди (66,6%) при числе пар полюсов р 2, ухудшающее характеристики двигателя, и двухслой ное выполнение дополнительных катушек, усложняющее обмотку, повышающее трудоемкость ее изготовления. Цель изобретения - повышение использования обмотки и улучшение характеристик двигателя, упрощение обмотки и снижение трудоемкости изготовления. Указанная цель достигается тем, что в трехфазной полюсопереключаемой обмотке с отношением чисел пар полюсов 2:3, содержащей двенадцать основных катушечных групп, равномер-но распределенных по расточке машины и выполненных из двух концентрически расположенных катугаек,, 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, а к средним точкам параллельных ветвей подключены три четные Катушечные группы с порядковыми номерами 4, 12, 8 согласно по отношению к нечетным катушечным группам с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-4, 9-3-12, 5-11-8, а катушечные группы 2, 6, 10 выполнены с сечением меди обмоточного провода в три раза большим и числом витков в три раза меньшим по сравнению с остальными катушечными группами и соединены последовательно-встречно с катушечными группами 4, 12, 8, кату1чки четных катушечных групп обмотки выполнены с шагами по пазам большими на одно пазовое деление по сравнению с соответствующими катушками нечетных катушечных групп, а по отношению к четным катушечным группам 2,6, 10 расположены концентрически внутри этих групп три дополнительные катушки с порядковьоми номерами соот.ветственно 2/, 6, 10/, выполненные с числом эффективных витков, равным числу эффективных витков основной катушечной группы, соединенные между собой параллельно и подключенные к точкам соединения между собой чет ных и нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп и катув1ек в точках соединения 1-7-4-10, 9-3-12-6, 5-11-8-2 и с выводами из этих точек для пар полюсов р 2, причем по отношению к четным катушечным группам 4, 12, 8 дополнительные катушки 10, 6 , 2 включены встречно, а выводами для числа пар полюсов р 3 являются выводы из точек соединения нечетных катушечных групп 1г 9-5, 7-3-11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных четных катушечных групп 2, 6, 10, На фиг.1 представлена схема соединения элементов трехфазной двухскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 2:3; на фиг.2 - раз вернутая схема трехфазной двухскоростной обмотки с числами полюсов 4 и 6 для числа пазов 2 54. Трехфазная двухскоростная полюсо переключаемая обмотка с отношением чисел пар полюссзв 2:3 для числа пазов Z 54 и кратного 54 содержит двенадцать основных катушечных груп равномерно распределенных по расточ ке машины, 3 дополнительных катушки, концентрически расположенные внутри четных катушечных групп 2, 6 , 10 и обозначенные соответственно порядковыми номерами 2, 6, 1О (фиг.2). Каждая из основных катушеч ных групп выполнена из двух концентрически расположенных катушек, причем шаги по пазам катушек четных катуоючных групп на одно пазовое де ление больше по сравнению с соответ ствукицими катушками нечетных катуше ных групп. Нечетные катушечные груп пы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными . группами в каждой ветви, порядковые номера которых в ветвях 1-7; 9-3, 5-11, а к средним точкам этих ветвей подключены четные катушечные группы с порядковыми номерами 4, 12 8 согласно с нечетными катушечными группами, образуя в точках соединения катушечных групп 1-7-4, 9-3-12, 5-11-8 выводы Лц, В, С для числа пар полюсов р 2. Четные катушечные группы обмотки с порядковыми но мерами 2, 6, 10 выполнены с сечением обмоточного провода в три раза большим (намотаны в три провода) по сравнению с другими катушечными группами и соединены последовательно-встречно с четными катушечньми группами 4, 12, 8. Дополнительные катушки выполнены с числом эффективных витков в катушке, равным числу эффективных витков основной катушечной группы, соединены между собой параллельно и подключены к точкам соединения между собой четных и нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп и катушек в точках соедине- , йия 1-7-4-10, 9-3-12-6, 5-11-8-2 , причем по отношению к четным катушечным группам 4, 12, В дополнительные катушки 2, б, 10 включены встречно. Выводами обмотки для числа пар полюсов р 3 являются выводы А, Сб из точек соединения нечетных катутаечных групп 1-9-5, 7-3-11 и вывод Be из начальной точки последовательно соединенных четных катушечных групп 2, 6, 10 (фиг.1). Предложенная обмотка однослойная, имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полюсов . Использование обмотки при числе пар полюсов р 3 составляет 88,8%, а при р 2 77,7%. Выполнение обмотки с тагами по пазам катушек четных и нечетных катушечных групп, отличаю1чихся на одно пазовое деление, обеспечивает равномерное распределение этих групп по расточке машины с одинаковым пространственным смещением осей последовательно расположенных катушечных групп, равнш 1 при р 2 60 и при р 3 90 лл. град, или 4,5 пазовых делениях (фиг.2).Кроме того, при р 3 достигается увеличение обмоточных коэффициентов и ЭДМ нечетных катушечных групп в 1,09 раза по сравнению с ЭДМ четных катушечных групп, что при Т-образном соединении обмотки для данного числа пар полюсов (фиг.1) обеспечивает выравнивание токов в фазах, улучшающее характеристики двигателя. Относительно числа пар полюсов р 2 катушечные группы выполняются с шагами по пазам, приближающимися к диаметральному шагу. Это обеспечивает близкие значения обмоточных коэффициентов для четных и нечетных катушечных групп и практически устраняет несимметрию ЭДС в параллельных ветвях Фаз обмотки пар при р 2 j которая не превышает 2,8%.Дополнительные катуьчки 2, 6, 10 образуют четвертую параллельную ветвь обмотки и используются только при , что повышает использование обмоточной меди на 16,6% и улучшает характеристики двигателя при данном числе пар полюсов по сравнению с прототипом Следует отметить, что дополнительные катушки 2 , 6 , 10 , выполненные с сечением меди в три раза большим (намотаны в три провода) по сравнению с катушками основных катушечных групп, быть включены последовательно в фазы С, В, А при р 2, однако это приведет к некоторому снижению индукции при данном числе пар полюсов.

Предложенная двухскоростная обмотка с отношением чисел пар nojnoсов 2:3 отличается небольшим числом элементов, простотой конструктивного исполнения, повышенная использованием ос оточной меди при большем числе пар полюсов. Обмотка имеет минимёмьное число выводов и независимые входы для обеих полюсностей. Она может найти применение в многоскоpocTHiK двигателях переменного тока .в машинах с внутренним каскадсях, вдвигателях с бесконтактным изменением числа пар полюсов.

Наличие в обмотке независимых выводов для обоих чисел пар полюсов упрощает переключающую аппаратуру, noButia T надежность электропривода. Кроме того, это позволяет использовать данную обмотку и. в двигателях с фазными роторгит с числом пазов на /роторе Z 54. Объединяя независиоеле выводы обеих полюсностей обмотки в три осИцих вывода и соединяя их с тремя контактными кольца14И ротора, можно получить две ступени частоты вращения двигателя с фазным ротором без усложнения конструкции маиины, что обеспечивает снижение потерь скольжения на 30-35%.

ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С отношением чисел пар полюсов 2s3 для числа пазов 2 54 и кратного 54, содержащая двенадцать основных катушечных групп, равномерно распределеннь1х по расточке машины и выполненных из двух концентрически расположенных катушек, 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, а к средним точкам параллельных ветвей подключены три четные катушечные группы с порядковыми номерами 4, 12, 8 согласно по отношению к нечетным катушечным группам с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения 1-7-4, 9-3-12, 5-11-8, а катушечные группы 2, 6, 10 выполнены с сечением меди обмоточного провода в три раза большим-и числом витков в три раза меньшим по сравнению с остальными катушечными группами и соединены последовательно-встречно с кату1иечными ,г,руппами 4, 12, 8, отличающаяся тем, что, с целью повышения использования обмотки, улучшения характеристик двигателя снижения трудоемкости изготовлейия катушки четных катушечных групп, с бм6%1 авыполнена с шагами по пазаМ,е ъйь1инми на одно пазовое деление па сравнению:.с соответствующими катушками нечетных катушечных групп, концентрически внутри групп 2 6, 10 расположены дополЙ1 ельные катушки с порядковыми номерами соответственно 2, б, 10, выполненные с числом эффективных витков, равным числу эффективных витков основной катушечной группы, соединенные между собой параллельно и подключенные к точкам соединения между -собой чет ных- и нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп и катушек в точках соединения 1-7-4-10, 9-3-12-6, 5-11-8-2 и с выводами из этих точек для числа пар полюсов р 2, причем по отношению к четных катушечным-, групг пам 4, 12, 8 дополнительные катуш-.ки 10, 6, 2 включены встречно,а выводами для числа пар полюсов р Ito 3 являются выводы из точек соеди-. нения нечетных катушечных групп , 7-3-11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных четных катушечных групп 2, 6, 10.

Сб

/У

12 JA

Вб Фиг,1