Трехфазная совмещенная обмотка статора для электрических машин переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02K3/28 H02K19/36 

1 Изобретение относится ic якорным обмоткам машин переменного тока и может применяться, например, в синхронных машинах с возбуждением от третьей гармоники магнитного поля одномашинных преобразователях часто ты и числа фаз. Известны совмещенные обмотки машин переменного тока, выполненные в виде параплельных ветвей полюсности р, каждая из которых состоит из пространственно сдвинутых катушек и имеет вьшоды средних точек, являющих ся началами фаз полюсности р . Угол между осями катушек ветви равен рад, а числа витков катушек Р« + Pg пропорциональны углу сдвига их относительно оси ветви lj . Недостатками этих обмоток являются сложность конструкции и технологии изготовления, большие потери от уравнительных токов в ветвях и ограниченная область применения. Известны совмещенные обмотки с отношением Ро/Pi 6, выполненные из 12 равномерно распределенных кату шечных групп, соединенных в две параллельные ветви с нулевыми вьшода ми, являющимися зажимами для полюсности Prt И .. Недостатком обмоток является огра ниченная область применения. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является синхронная машина с возбуждением от третьей гармоники магнитного поля на статоре которой уложена трехфазная совмещенная обмотка, выполняющая функции основной и дополнительной обмоток с полюсностью р и Зр и содержащая равномерно распределенные катушки, соединенные в звезду с двумя параллельными ветвями и нулевыми выводами, подключенными через выпрямитель к обмотке возбуждения ротора Параллельные ветви выполнены с различными шагами и числами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны, а для Зр различны мезвду собой з . Недостатками известной машины являются сложность конструкции и техно логии изготовления из-за неравномерного распределения разношаговых кату шек, неполное и, неравномерное заполнение пазового слоя, низкий обмоточ52ный коэффициент и плохая форма кривой НС для полюсности Зр. Цель изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовления путем полного и равномерного заполнения пазового слоя, повышения обмоточного коэффициенту и улучшения формы кривой НС для полюсности Зр. Указанная цель достигается тем, что обмотка содержит 6р катушечных групп с k 3 концентрическими катушка ми в каждой с шагамиijj 9« (i-1), соединенными последовательно в три подгруппы, первая из которых содержит соседних катушек начиная с наружной, вторая - катушек начиная с номера i Е+1, третья остальные катушки группы, одноименные подгруппы соединены в цепи и в каждой фазе включены последовательно цепи подгрупп вторых и первых для одной ветви, вторых и третьих для другой ветви, начала ветвей образуют зажимы фаз, а концы подключены к указанным нулевым выводам, причем в каждой фазе точки соединения подгрупп вторых с первыми и третьими соединены между собой и для катушек вторых подгрупп, а также катушек с одинаковыми номерами i , стороны которых расположены в общих пазах, числа витков равны W , а для других катушек первых подгрупп -W|;tx и третьих - W(j t X , где 3 k - 1 4 и 6 3k - шаг наружных катушек, i 1,2,..,, k- номер катушки в группе .-. при k кратном трем, 1II Lп С И С k - 2с при других значениях k, X - определяется из условия равенства произведений чисел витков ветвей на их обмоточные коэффициенты для полюсности р. На фиг. 1 изображена схема предда-гаемой обмотки с р 1 и k 3, на фиг. 2 и 3 - диаграммы ЭДС ее фазы для полюсности р и Зр на фиг. 4 - схема предлагаемой обмотки фиг. 5 - диаграмма ЭДС ее фазы для полюсности р, на фиг. 6 - схема предлагаемой обмоткиcp 2иk 3. Обмотка (фиг.1) имеет р 1,, вьтолнена трехфазной, двухслойной и содержит 6р 6 катушечных групп с номерами от 1 до 6 и ее катушки выполнены с шагами и 3k - 1 - 2 (;-1) 8, 6, 4, где ; 1, 2, 3 номер катушки в группе. В одной ветнй включены последовэ тельно средние и наружные катушки, а в другой - средние и внутренние. Начала ветвей образуют зажимы фаз, а концы подключены к двум нулевым выводам О и О . В каждой фазе точки соединений средних катушек с наружны ми и внутренними соединены между собой. Верхний ряд стрелок (фиг. 1,4,6) показывает направление токов при питании обмотки через выводы С1, С2 СЗ трехфазным током (для момента времени, когда ток в фазе С1 имеет максимальное значение), а нижний направления токов при питании обмот ки через выводы О и О однофазным током. На диаграммах (фиг.2,3,5) векторам ЭДС первых подгрупп приписаны номера групп, вторых подгрупп те же номера со штрихом, третьих подгрупп - те же номера с двумя штрихами. На диаграмме ЭДС (фиг.2) для полюсности р величины векторов ЭДС пропорциональны коэффициентам укорочения катушек К,,р 0,985, 6,866, 0,643. Числа вит ков вторых подгрупп средних катушек равны N У; , первых наружных и третьих внутренних х , где X определяется из равенства(W)i-x)Kiip si K -xHyp , X 0,21Л(, . Следовательно, все пазы имекуг одинаковые числа витков, числа витков наружной средней и внутренней катушек нахо дятся в отношении 0,79:1,0:1,21, обмоточный коэффициент для полюснос ти р равен К„5„ . 0,807. оер На диаграмме фиг.З для полюсност Эр величины векторов пропорциональн коэффициентам укорочения 0,866, О, KJ,p 0,866. Вторые подгруппы с K,j,j, О выведен из цепи между выводами О и О , вследствие чего возрастаетобмоточн коэффициент для полюсности Зр 0,866. Произведение

О

-1 ч

о

Фиг. 0,807 0,866 0,7, характер зует степень использования меди обмотки (фиг.1). На фиг.4 показан пример вьтолнения предлагаемой обмотки с р 1 и k 6. Здесь катушки выполнены с шагами ij; 31 - 1 - 2 (а-1) 17, 15, 13, 11, 9, 7, где номер катушки в группе. Первая,вторая и третья подгруппы содержат по . k/3 2 катушки и их коэффициенты укорочения равны; для полюсности 0,996 + 0,966. 1,962, 0,906 -I- 0,819 1,, К,,р К 0,707 + 0,574 1,281 (фиг.5), для полюсности Зр - 0,966 - 0,707 1,673, К,р 0,259 + + 0,259 О, 0,707 + 0,966 1,673. Числа витков катушек вторых подгрупп равны W|j первых подгрупп и третьих -Wj.+X , где V 0,21 W|. , так же, как и для обмотки на фиг.1. Таким образом, числа витков катушек группы обмотки (фиг.А) находятся в отношении 0,79:0,79:1,0:1,0: : 1,21:1,21 и все пазы имеют одинаковые числа витков: 0,804. 0,837 0,673. Обмотка (фиг.6) выполнена с р 2 k 3 и имеет параметры обмотки фи г.1. По сравнению с известной, обмоткой имеющей р 2, число пазов 36, шаги катушек 8 и 6, Kgg,p 0,881 0,244 0,215, в предлагаемой (фиг.6) использование меди в 0,7:0,215 3,26 раза выше. Кроме того, обмотка имеет равномерное и полное заполнение пазового слоя, лучшие формы кривых НС, более технологична в изготовлении и надеэрнее в работе. Обмотку можно использовать например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз,бесконтактных машинах переменного тока с совмещенным возбудителем и др.

ТРЕХФАЗНАЯ СОВМЕЩЕННАЯ бБМОТКА СТАТОРА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, например синхронных с возбуждением от третьей . гармоники магнитного поля, двухслойная, содержащая равномерно распределенные катушечные группы и соединенная в звезду с двумя параллельными ветвями и нулевыми вьтодами, являющимися зажимами для полюсности Зр, ветви которой вьшолнены с различными шагами и числами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на чиcJia витков для полюсности р равны, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и технологии изготовления, повышения использования меди и улучшения параметров, обмотка содержит 6р катушечных групп с k З}, 3 концентрическими катушками в каядой сшагами У, Уц - 2 (i-1), соединенными последовательно в три подгруппы, первая из которых содержит с соседних катушек,начиная с наружной. - с катушек начиная с номера вторая с + 1, третья - остальные катушки группы, одноименные подгруппы соединены в цепи и в калдой фазе включены последовательно цепи подгруппы вторых и первых для одной ветви, .вторых и третьих для другой ветви, начала ветвей.обр азуют зажимы фаз, а концы подключены к .указанным нупе вым выводам, причем в каждой фазе точки соединения подгрупп вторых с (П первыми и третьими соединены между собой и для катушек вторых подгрупп, С а также катушек с одинаковыми номерами , стороны которых расположены в общих пазаХрЧисла витков равны ЛМ«, а для катушек первых, подгрупп у. X третьих X , где Уц 3k - шаг наружных картушек 1 1,2,.., k - номер катушки в 00 00 00 СП группе, k /3 при 1{ кратном k + 1 2с при трем, с -I- и с других значениях k , X определяется из условия равенства произведений чисел витков ветвей на их обмоточные коэффициенты для полюсности р.

-ч

к 1 г

а

сг

1,

С} Фиг. 5