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

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может применяться, например, в син хронных машинах с возбуждением от третьей гармоники поля, одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др. Известны совмещенные обмотки элек трических машин переменного тока, выполненные в виде параллельных ветвей полюсности р, каждая из которых содержит пространственно сдвинутые катушки и имеет выводы средних точек являющихся зажимами начал фаз полюсности р. Угол между осями катушек одной и той же ветвл составляет .2J . . -рад, а числа витков в катушке пропорциональны углу сдвига ее относительно оси ветви l}. Недостатки их - сложность конструк ции, большие потери от уравнительных токов в ветвях и ограниченная област применения. Известны и трехфазно однофазные совмещенные обмотки с отношением Pj/Ri 6, выполненные из равномерно распре деленных катушечных групп, соединенных в фазах в две параллельные ветви с нулевыми выводами, являющимися зажимами для Полюсности pj 2. Недостатки их - ограниченное npiiмененне, Наибол1ее близкой к изобретению является синхронная электрическая машина с возбуждением от третьей гармоники поля, содержащая на статоре совмещенную обмотку, выполняющую функции трехфазной основной с- полюс- ностью р и однофазной дополнительной с полюсностЬю Эр обмоток. Она выпол- няется с двумя параллельными ветвЯйи соединяется в звезду с нулевыми выво дами, подключенными через выпрямител к обмотке возбуждения ротора, и ее параллельные ветви выполняются с раз личными шагами и числами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюс- ности р равны, а для Зр - различны между собой 33. Недостатками известной обмотки являются сложность конструкции и тех нологии изготовления из-за неравномерного распределения разношаговых катушек, неравномерное и неполное заполнение пазового слоя, низкий обмоточный коэффициент и плохая форма кривой НС для полюсности 3 р, ограниченное применение из-за возможности выполнения обмотки лишь в 36 пазах. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение использования меди и расширения применения путем выполнения в 39 пазах. Указанная цель достигается тем, что обмотка содержит 12 катушечных групп с концентрическими катушками, группыс номерами 1, 5, 9 являются началами фаз и выполнены из четырех хатугаек с шагами по пазам у, (i -I ), а остальные группы - из трех катушек с У; 9-2(-1), катушки каждой группы соединены в две подгруппы и первая подгруппа групп 1,5,9 содержит наружную и соседнюю с ней катушки, а других групп - наружную катушку, вторая подгруппа - остальные катушки группы, причем в одной ьетви . соединены последовательно подгруппы первые и в другой - вторые соответствующих групп фазы, а числа витков катушек, начиная с наружной, находятся в отношении W : 1,,586 WK для групп I, 5, 9 и 1,,586W для групп 3, 7, П, где , , 2,3,4 - номер катушки в группе, W - число витков катушек четных групп. На (Jftir. 1 изображе а развернутая схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 и 3 - диаграмма сдвига осей катушечных групп и диаграмма ЭДС фазы обмотки соответственно для полюсности и . , Обмотка (фиг.и выполнена с трехфазной-, двухслойной в 39 пазах и содержит12 катушечных групп с номерами от 1 до 12. Группы с номерами 1, 5. 9 являются началами фаз и выполнены из 4-х концентрических катушек с шагами по пазам Vj 10-2 (i-l| 10, 8, 6, 4, а остальные группы из трех катушек с v, (l-l)9, 7, 5, где номер катушки в группе. Катушки каждой группы соединены в подгруппы и первая подгруппа групп 1,5, 9 содержит наружную и соседнюю с ней катушки-, а других групп - наружную катушку, вторая подгруппа остальные катушки группьк В одной ветви фазы С Г соединены последовательно подгруппь первых групп 1, 4, 7, 10, а в другой - вторые тех же групп. Начала ветвей образуют зажим фазы С1 с полюсностью , а концы подклю чены к двум нулевым выводам О и О, являющимся зажимами для полюсности . Аналогично выполнены фаза С2 из групп 5, 8, II, 2иСЗиэ групп 9, J2, 3, 6. На диаграммах ЭДС (фиг.2 и 3) век тору ЭДС наружной катушки приписан номер группы, а каждой последующей катушки - тот же номер со штрихом, двумя штрихами, тремя штрихами. На фиг.2 показаны углы сдвига осе групп для полюсностн , где d 4,615 эп.град., а на фиг.З - для полюсности , где ,845 эл.град Величины векторов ЭДС катушбк пропорциональны коэффициентам укоро- чения: для полюсности - ,999 ,961, ,823, 0,601 для групп 1,5,9 и ,993,,903 ,721 - для других групп, для полюсности - ,993, К(р -0,663, .239, КУ,,935 дпя групп 1, 5, 9 и К,,,935, Kl,,239, 0,663 - для других групп. Из условия обеспечения одинакового числа витков 2W,( в каждом пазу, исходя из расположения сторон катушек групп ветвей в пазах (фиг.1), принимаем число витков катушек начиная с наружной, равныъш W, , WK WK-X для групп 1, 5, 9 и Wjj+x, WK , для групп 3, 7, 11. Значение х определяется из условия равенства для вет 534 вей произведения исходя из диаграммы фиг.2: 0,999W/0,961 ()+2-0,993 00306+ +0,993( ,823-W K+0,601 (WK-X)+ +2.(0,903+0,721|WKCOSo +a,903WK+0,721 , откуда находят ,414W. Диаграмма ЭДС фазы С для полюсности построена на фиг.З, Обмоточный коэффициент для полюсности , определяемый из диаграмм фиг.З, равен 0,525. На фиг.1 верхний ряд стрелок показывает направления токов при пита НИИ обмотки через вывода С1, С2 СЗ трехфазным током (для момента времени, когда ток в фазе С1 имеет максимальное значение), а нижний ряд при питании обмотки через нулешле выводы однофазным током. По сравнению с известной обмоткой, выполненной с в 36 пазах с шагами катушек больших 8 и малых и имеющей К 0,881, ,244, в предлагаемой обмотке, выполненной в 9 пдзах, использование меди в (О,883:0,(о,881:0,244)2,16 раза вывае. Кроме того, предлагаемая обмотка проще в изготовлении, имеет равномер ное-и полное заполнеиие пазового слоя, лучшую форму кривой НС для полюсности , чем известная обмотка.

6(Г 8

10 4

uz.Z

-7

-Г

-1 f

Ct

.HffФиг.З

ЭЛЕКТРОМАШЙННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА, например, для синхронных мащин с возбуждением от третьей гармоники поля, трехфазная, двухслойная, выполненная .ий пространственно сдви- нутых катушечных групп и соединенная в две параллельные ветви, начала которых образуют зажимы фаз для полюсности р ,а конць подключены к даум нулевым выводам являющимся зажимами для полюсности Зр, причем параллельные ветви выполнены с различными шагакш и числами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны, а для Зр различны мезвду собой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, увеличения использования меди и расширения применения путем выполнения в 39 пазах, обмотка содержит 12 катушечных групп с концентрическими катушками, группы с номерами I, 5, 9 являются началами фаз и выполнены из четырех катушек с шагами по пазам v 10-20-1) , а остальные группы - из трех катушек с