Электромашинная совмещенная одно-двухслойная обмотка Советский патент 1984 года по МПК H02K3/28 H02K19/36 

Изобретение относится к обмоткам совмещенных электрических машин и может применяться, например, в си хронных машинах с системой возбужде ния от третьей гармоники поля, в одномашинньк преобразователях часто ты и числа фаз и др. Известна синхронная электрическа машина с возбуждением от третьей гармоники пол;, совмещенная статорная обмотка которой выполнена из распределенных катушек и соединена в фазах в две параллельные ветви, н чала которых образуют трехфазные за жимы для полюсности р, а концы соединены в два дополнительных вывода для полюсности Зр, причем ветви вьгполнены из катушек с различными шагами и числами витков так, что произведения их.чисел витков на обмоточные коэффициенты для полюсности равны Cl3. Недостатки совмещенной обмотки такой машины - сложность конструкции и изготовления из-за неравномер ного распределения разношаговых и раз витковых катушек,неравномерное и непо ное заполнение пазового слоя,низкий о моточньй коэффициент и плохая форма кривой НС для полюсности З 3. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является электромашинная совмещенная обмотка, выполненная двухслойной в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенных в фазах в две параллельные ветви,- начала которых образуют трех фазные зажимы для полюсности , а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности 3 р , гру пы большие с номерами 1,5,9 содержа по четыре катушки с шагом по пазам i 10-2(l-1), а остальные малые по три катушки с 9-2(i-1) катушк групп соединены в подгруппы и в одной ветви фазы соединены последовательно подгруппы первые, в другой вторые групп 1,4,7,10 с встречным включением групп 4, 10 и номера групп фаз чередуются с интервалом в четыре группы, а катушки групп вы полнены разновитковыми, где -1 1-4 номер катушки в группе 2 J. Недостатки известной обмотки сложность изготовления из-за различных чисел витков в катушках, низ кий обмоточный коэффициент для полюсности Зр и др. Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления и повьш1ение обмоточных коэффициентов. Эта цель достигается тем, что в электррмашинной совмещенной однодвухслойной обмотке для синхронных машин с возбуждением от третьей гармоники поля, вьтолненной в 39 пазах из 12 распределенных катушечных . групп, соединенных в цепи с параллельными ветвями, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности , а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности Зр , шаги концентрических катушек по пазам равны :/ 10-2х, X(i-1), для одних и (И-1) для других групп,катушки групп соединены в-подгруппы и в ветвях фазы соединены последовательно подгруппы групп 1,4,7, 10 с встречным включением групп 4, 10, а номера групп других фаз чередуются с интервалом в четыре группы, группы содержат по три катушки с шагами 10-2(i-1) для групп 2,6, 10 и 9-2(-1) для остальных групп, в первую подгруппу групп 2,6,10 включена наружная ка-, тушка, во вторую - средняя и внутренняя катушки и в фазе соединены последовательно средние катушки групп 1,4,7 в цепь, начало которой подключено к зажиму фазы, а конец к концам подгрупп группы 10 и их начала соединены с катушками групп 1,4,7} первая подгруппа - с наружными катушками в одну ветвь, вторая подгруппа - с внутренними катушками в другую ветвь, а концы ветвей подключены к указанным дополнительным выводам, причем нар-ужные катушки групп 4,8,12 расположены в пазах однослойно, где ,.,.,3 - номер катушки в группе. Кроме того, средние катушки групп с шагами j, имеют вдвое меньшее число витков и вдвое большее сечение проводников, чем остальные катушки. На фйг.1 изображена схема обмотки-, на фиг.2 - упрощенная схема одной фазы. на фиг.З и 4 - диаграммы сдвига осей групп для полюсностей и . Обмотка (фиг.1) выполнена трехфазной в 39 пазах с и содержит 12 распределенных катушечных групп с номерами 1-12. Группы выполнены из трех катушек с шагами по пазам )(f-i; 10,8,6 для групп 2,6,10 и (V-1)9,7,5 для остальных групп, где i 1-3 - номер катушки в группе. Первая подгруп па групп 2,6, 10 содержит наружную катушку, а вторая - среднюю и внутре нюю. В первой фазе соединены последовательно средние катушки групп 1,4 7 в цепь, начало которой подключено к зажиму фазы для полюсности (C а конец - к концам подгруппы группы 10 и их начала соединены с катушками групп 1,4,7: первая с наружными в одну ветвь, вторая с внутренними в другую ветвь, а концы ветвей подключены к дополнительным выводам 01 и 02 для полюсности 3 6. Аналогично. выполнены и фазы С2, СЗ, номера груп которых чередуются относительно фазы С1 с интервалом в четыре группы. Наружная катушка групп 4,8, 12 расположена в пазах однослойно, а остальные катушки - двухслойно. Верхний ряд стрелок на фиг.1 показывает направления токов при питании обмотки через выводы С1, С2, СЗ трехфазным током (ft 2), а нижний ряд - при пита НИИ обмотки через выводы 01-02 однофазным током (). На диаграммах сдвига осей групп (осям приписаны номера групп ,615 для (фиг.З) и 3 ,845 (фиг.4) ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения: для К рравен 0,999, 0,961, 0,823 для групп 2,6,10 и К рравен 0,993, 0,904, 0,721 для остальных групп-, для К,,л авен-0,993,0,663, 0,239 для групп 2,6,10 и равен -0,935, -0,239, 0,663 для остальных группу ЭДС частей обмотки для р равны (фиг.2 и 3): для цепи CI-O-E.-s 0,904(1-f2coso(- ),706«/ц, для ветви 01-0-E 0,993(U2ccs()WK-i-0,999w 3,971w , для ветви 02-0- 0,721(1+2co9)wK-t-(0,961+0,823) w 3,943W| , где w,( - число витков в катушках. Для ветвей 01-0- и 02-0 ЭДС и Е практически равны и поэтому поле с на выводах 01-02 ЭДС не наводит. ЭДС фазы для полюсности р-2 равна + (+Е)/2 6,,и обмоточный коэффициент равен ,663/(3+4,5)0,888. Для полюсности ЭДС на выводах 01 и 02 равна (фиг.2 и 4) Е (0,,.663)(1+2co933c)w +(0,993-0,663+0,239),27v и обмоточный коэффициент равен К 5,,586. По сравнению с обмоткой по прототипу, имеющей Kjjg-K gjp 0,883-0,525 0,4636, предлагаемая обмотка имеет в 1,12 раза лучшее использование меди. Кроме того, она проще в изготовлении и имеет лучшие параметры (меньшие активные и индуктивные сопротивления для 3 - полюсной цепи) При вьтолнении средних катушек групп с (1c-1)7 () с числом витков вдвое меньшим и сечением проводников вдвое большим, чем остальных катушек, ЭДС фазы для р-2 равна ,31ад(и обмоточныйкоэффициент для равен k 5,,885: для ,586. При таком варианте выполнения обмотки неразветвленная часть обмотки (фиг.2) имеет вдвое большее сечение, вследствие чего уменьшается плотность тока этого участка обмотки. Для упрощения изготовления обмотки целесообразно группы фаз, например, 1,4,7 наматьшать на шаблоне непрерывно, что уменьшает количество междукатушечных соединений и упрощает изготовление обмотки. Этим обстоятельством и обусловлен указанный порядок расположения начальных катушечных групп фаз.

; 7

ue.

1.ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОДНО-ДВУХСЛОЙНАЯ ОБМОТКА для машин с возбуждением от третьей гармоники поля, выполн 1ная в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп, соединенных в цепи с параллельншш ветвяьш, начала которых об- разуют трехфазные зажимы для полюсности , а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности Зр , шаги концентрических катушек по пазам равны ( i-1) для одних и (k-1) для других групп, катушки групп соединены в подгруппы и в ветвях фазы соединены последовательно подгруппы групп Т,4,7,10 с встречным включением Групп 4,10, а номера групп других ;фаз чередуются с интервалом в че тыре группы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, группы содержат по три катушки с шагами Vj для .ГРУПП 2,6,10 и -VKдля остальных групп , в первую подгруппу групп 2, 6,10 включена наружная катушка, во вторую - средняя и внутренняя ка.тушки и в фазе соединены последовательно средние катушки групп 1,4,7 в цепь, начало которой подключено к зажиму фазы, а конец к концам подгрупп группы 10 и их начала соединены с катушками групп 1,4,7у первая подгруппа с наружными катушка ми в одну ветвь, вторая подгруппя с внутренними катушками в другую ветвь, а конщл ветвей подклнучены к указанньм дополнительным выводам, причем наружные катушки групп 4,8, 12 расположены в пазах однослойно, где , .-..,3 - номер катушки в группе. 2-. Обмотка по п.1, .о т л и ч а ю щ а я с я тем, что средние катушки групп с шагаМ имеют вдвое меньшее число витков и вдвое большее сечение проводников, чем остальные катушки.

8 6 10 JZfpue.

г