Трехфазная двухскоростная обмотка Советский патент 1985 года по МПК H02K17/14 

1 Изобретение относится к многоскоростным полюсопереключаемым обмоткам электрических машин переменного тока Известна трехфазная обмотка для двухскоростных машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 3:4, которая при числе полюсов, крат ном трем, соединяется Т-образно с тремя параллельными ветвями . Недостатком этой обмотки является наличие большого числа выводов, используемых при переключении частоты вращения. Известна трехфазная полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел пар полюсов 3:4,состоящая из двенадцати одинаковых катушечных групп, соединенных Т-образно с тремя параллельными ветвями 2. Недостатками данной обмотки являются сравнительно большое число вьшодов на переключатель частоты вращени и несимметрия токов в фазах при числ пар полюсов, кратном трем. Известна трехфазная двухскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 3:4, содержащая двенадцать катушечных групп, которые включены между собой Т-образно с тремя параллельным ветвями. Обмотка двухслойная, симмет ричная с независимыми выводами для обоих чисел пар полюсов L3. Недостатками данной обмотки являются сравнительно низкое.использование (75%) обмоточной меди при боль шем числе полюсов и двухслойное исг полнение, усложняющее обмотку. Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная двухскоростная обмотка, предназначенная для числа пазов 1- и кратного 36 и содержа щая двенадцать катушечных групп, рав номерно распределенных по расточке мапшны. Каждая катушечная группа выполнена из двух концентрически распо ложенных катушек с отношением чисел витков внутренней и внешней катушек 1:2. Нечетные катушечные группы обмо ки соединены между собой в три парал лельные ветви, к средним точкам кото рых подключены встречно с ними три четных катушечных группы, а три других четных катушечных группы вьшолне нь1 с числом витков в три раза мeньши и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечньгми группами. Внешние катушки этих катушечных групп соединены между собой 1.2 последовательно и подключены к точке соединения четных катушечньос групп, а внутренние катушки подклюг кы к точкам соединения нечетных Kaiyшечных групп в параллельных ветвях. Обмотка однослойно-двухслойная, симметричная, имеет по три независимых вывода для каждого числа пар полюсов l . Недостатками данной обмотки являются ограниченная область применения, определяемая числами пазов и кратным 36 и неполное использование при катушечных групп, принадлежащих трем фазным зонам, что несколько ухудшает кривую намагничивающих сил, а следовательно, и характеристики двигателя. Целью изобретения является расширение области применения обмотки для числа пазов и улучшение характеристик. Указанная цель достигается тем, что в трехфазной двухскоростной обмотке с отношением чисел пар полюсов 3:4, содержащей двенадцать основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, с двумя катзшками в каждой катушечной группе, 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 точкам соединения двух нечетных катушечных групп в параллельных ветвях встречно с этими катушечными группами подключены соответственно .четные катушечные группы с порядкоBbJMK номерами 10, 6, 2, а катушечные группы 4, 12, 8 вьшолнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и включены последовательно согласно с катушечньши группами 10, 6,. 2, в точках их соединения с нечетными катушечными группами, каждая основная катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катущек с одинаковыми числами витков в обеих катзликах, а по отношению к четным основным катушечным группам концентрически внутри этих- групп расположены одинаковые дополнительные катушки, обозначенные соответственно порядковыми номерами 2 4 6 , 8 , 10, 12 и выполненные с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных ка тушечных групп, которые соединены между собой последовательно и подклю чены к точке соединения четных катушечных групп 10, 6, 2, причем по отношению к этим катушечным группам согласно включены катушки Ю , б , 2 и встречно катушки 4, 8, 12 , а вы водами обмотки для числа пар полюсов р 4 являются выводы из катушечных групп 4, 8,12 и для р 3 выводы из точек соединения нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывод из начал ной точки соединенных последовательн дополнительных катушек. На фиг.1 представлена схема соеди нения элементов трехфазной двухскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 3:4; на фиг.2 - разверну тая схема трехфазной двухскоростной обмотки с числами полюсов 6 и 8 для числа пазов 2 60. Трехфазная двухскоростная обмотка содержит двенадцать основных катушеч ных групп, шесть дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2 , 4 , 6 , 8 , 10 , 12 . Каждая катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с одинаковыми числами витков в катушках (фиг.2). Нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковы номера которых в ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения двух нечетньгх катушечных групп в параллельных ветвях подключены встречно с эти ми катушечными группами четные ка; ушечные группы с порядковыми номерами соответственно 10J 6, 2. Четные кату шечные группы обмотки 4, 8, 12 выполнены с числом витков в катушках в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с остальными катушечными группами и подключены.к точкам соединения четны и.нечетных катушечных групп с порядковыми номерами катушечных групп в точках соединения соответственно 1-7-10, 5-11-2, 3-9-6 согласно по отношению к катушечным группам 10-2-6, образовав выводы А8, В8, С8 для числа пар полюсов р 4. Дополнительные катушки обмотки выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп и подключены последовательно к точке соединения четных катушечных групп 10, 6, 2, причем по отношению к этим ,катушечным группам согласно включены катушки 10, 6, 2, и встречно 4 , в ., 12. Вьшодами обмотки для числа пар полюсов р 3 являются выводы А, , С, из точек соединения нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7-11 и вывод В из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек (фиг.1). .f Обмотка имеет по три независимых вывода для обоих чисел пар полюсов и предназначена для числа пазов z 60 и кратного 60. Обмотка выполняется однослойной, что уменьшает число ее элементов, снижает трудоемкость изготовления. На низшей частоте вращения при р 4 обмотка соединена в звезду с тремя параллельными ветвями. Последовательное включение катушечных групп 2, 6, 10 данном числе полюсов обеспечивает одинаковые значения индукций в двигателе при обоих числах пар полюсов. Обмотка симметричная, что достигается симметричным включением в каждую звезду фазы обмотки одинаковых катушечных трупп (фиг.2). Использование обмотки при р 4 составляет 80%, причем в обмотку включены одинаковые катушечные группы от всех фазных зон, что улучшает гармонический состав кривой намагничивающих сил и характеристики двигателя. При числе пар полюсов р 3 обмотка соединяется Т-образно с тремя параллельными ветвями. На этой частоте вращения используется 80% обмоточной меди. Симметрия токов в фазах двигателя достигается благодаря включению в фазу В (фиг.1) дополнительных катушек с укороченным шагом по пазам, обеспечивающих уменьшение ЭДС этой фазы, необходимое для получения симметричной трехфазной системы ЭДС при Т-образном включении фаз обмотки. При р 3 не используются основные катушечные группы 2, 6, 10, представляющие три фазные зоны обмотки. Однако этим катушечным группам практически эквивалентны используемые при р 3 шесть дополнительных катушек, три из которых с порядковыми номерами 2 3 6, 10 расположены непосредственно в области фазных зон указан ных кадгушечных групп, а три других катушки с порядковыми номерами 4 , 12, 8 вгатючены встречно с катушками Z 5 6 , 10 5 что-равносильно выполненшо их с удлиненным шагом по пазам и размещению в тех же фаз ных зонах концентрически по отношению к катушечным группах 2, 6, 10. По сравнению с известныьш двухскоростными обмотками данного типа предложенная обмотка отличается областью применения, которая определяется числом пазов 2 -60 и кратны 60. Упрощение конструкции обмотки благодаря однослойному исполнению обеспечивает уменьшение трудоемкост изготовления, повышение заполнения пазов медью.. Обмотка обеспечивает улучшение гармонического состава на магничиваюпщх сил при обоих числах пар полюсов, имеет минимальное числ выводов и независимые входы для каж дои полюсности. Она может найти шир кое применение в многоскоростных электродвигателях, в машинах с внут ренним каскадом, в двигателях с бес контактным изменением числа пар полюсов .

Cs Вд Ад

П 55 5« Экономический эффект от внедрения изобретения в машинах переменного тока достигается благодаря расширению области применения обмотки, поскольку в двигателях с числом пазов обмотки с числом пар полюсов р 3 не применяются как в односкоростном, так и в многоскоростном исполнении из-за конструктивной сложности обмотки в двигателях с близким числом пазов, равным z 54, которые являются базовыми, для отношения чисел пар полюсов 3:4 применяются отдельные обмотки.Применение полюсопереключаемой обмотки в базовых двигателях позволяет повысить мощность в заданном габарите на 25-30%. Благодаря однослойному исполнению предложенной обмотки снижается трудоемкость изготовления на 10-15%, повьш|1ается заполнение пазов медью. Наличие в обмотке независимых выводов дЛя обоих чисел пар полюсов упрощает переключающую аппаратуру, повьш1ает надежность электропривода. Кроме того это позволяет использовать данную обмотку и в двигателях с фазными роторами с числом пазов на роторе 2 60. Объединяя независимые выводы обеих полюсностей обмотки в три общих вывода и соединяя их с тремя контактными кольцами ротора, можно получить две ступени скорости двигателя сфазным pdTopoM без усложнения конструкции машины, что обеспечивает снижение потерь скольжения на 30-35%.

ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ ОБМОТКА машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 3:4, состоящая из двенадцати основных катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, в которой нечетные катушечные группы соединеша , между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 1-7, 9-3, 5-11, а к точкам соединения двух нечетных катушечных групп в параллельных ветвях встречно с этими катушечными группами подключены соответственно четьфе катушечные группы с порядковыми номерами 10, 6, 2, а катзппечные группы 4, 12, 8 вьшолнены с числом витков, в три раза меньшим и сечением меди в три раза болыинм по сравнению с остальными катушечными группами и включены последовательно согласно с катушечными группами 10, 6, 2, в точках их соединения с нечетными катушечными группами, отличающаяся тем, что, с целью расширения области прш енения обмотки для числа пазов Z 60 и улучшения характеристик, каждая основная катушечная группа обмотки выполнена из двух концентрически расположенных катушек с одинаковыми числами витков в обеих катушках, а по отношению к четным основным катушечным группам концентрически внутри этих групп расположены одинаковые дополнительные катушки , обозначенные соответственно порядко(Л вЬ1ми номерами 2 , 4 , 6 , 8 , 10 , 12 и выполненные с числом витков в три раза меньпшм и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп, которые соединены между собой последовательно и подключены к точке соесо динения четных катушечных групп 10, 4 6, 2, причем по отношению к фтим ;о со катушечным группамсогласно включены катушки 10 , 6 , 2 и встречно катушки 4 , 8, 12, а выводами обмотки для числа полюсов р 4 являются выводы из катушечных rpymt 4, 8, 12 и , . для р 3 вывод|л из точек соединения нечетных катушечных групп 1-9-5, 3-7т11 и вывод и начальной точки соединенных последовательно дополнительных kaтyшeк.