СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТКИ СТАТОРА ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ НА РАЗНЫЕ ЧИСЛА ПОЛЮСОВ Советский патент 1929 года по МПК H02K17/14 

Описание патента на изобретение SU12147A1

Плавное регулирование оборотов индукционного мотора трехфазного тока возможно лишь с потерями энергии, вызываемыми включением сопротивления в цепь ротора или применением более сложных устройств в роде каскадного включения и т.п. Поэтому часто прибегают к методу переключения полюсов у трехфазных моторов, чтобы достигнуть, по крайней мере, нескольких определенных чисел оборотов. Для этой цели известны различные обмотки и соединения, дающие определенное соотношение чисел оборотов. В большинстве случаев, однако, определенная обмотка и определенное соединение бывают пригодны для одного лишь соотношения, например 1:2, так что для получения иных ступеней скоростей все же приходится прибегать к другим вспомогательным средствам, как, например, применение двух моторов в каскадном соединении или различных обмоток на одном моторе и т.д.

Предлагаемое изобретение касается способа соединения обмотки статора на числа полюсов, находящиеся в отношении 6:4:2 (6n:4n:2n) и заключается в том, что обмотка машины, соединенная при 6n полюсах треугольником, при 4n и 2n полюсах переключается по особой схеме на звезду-треугольник. При этом для каждого числа полюсов используются все витки обмотки, благодаря чему должно быть достигнуто сравнительно хорошее использование последней.

При получении числа полюсов 4n, согласно изобретению, для образования одной фазы служат те из 9n частей обмоток одной 6n-полюсной обмотки, которые являются соседними и смещены друг по отношению к другу на 6π, а также те части отдельных обмоток, которые лежат между двумя группами и сдвинуты по отношению к ним на , где 2π есть при этом угол в 360 электрических градусов.

Для получения числа полюсов 2n части отдельных обмоток включены навстречу друг другу описанным образом в образующихся фазах путем перемены начала и конца обмоток.

Известно уже полюсное переключение нормальной 6n-полюсной обмотки на 4n-полюсную, при котором из 9n частей 6n-полюсной обмотки каждые три катушки, смещенные на вместе с им противолежащими, смещенными на 6π, катушками, образуют одну фазу. Новое расположение, при котором три части обмотки не смещены на равномерно друг по отношению к другу, но при котором две части из них лежат непосредственно рядом, а третья сдвинута на , имеет, по сравнению с известными, прежде всего то преимущество, что из 4n-полюсного включения можно без дальнейших изменений получить 2n-полюсное. Достигается это путем включения в обратном направлении, меняя конец и начало той части обмотки, которая смещена на . Эта последняя операция у известного до сих пор способа включения была невозможна.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают схемы нормальной 12 (6n)-полюсной обмотки; фиг. 3 - схему этой же обмотки при 8 (4n)-полюсном включении; фиг. 4 - схему обмотки при 4 (2n) - полюсном включении; фиг. 5 и 6 - соответственно видоизменения двух последних схем.

Способ переключения обмотки на числа полюсов, находящиеся в отношении 6:4:2, описывается применительно к обмотке с числами полюсов соответственно 12, 8, 4, при чем указанная обмотка имеет наименьшее возможное число частей или катушек, а именно 18, и является обмоткой с одним проводом - на полюс и фазу. Изобретение может, разумеется, быть распространено без дальнейших изменений и к обмоткам со многими проводами на полюс и фазу; обмотки эти будут иметь тогда большее число частей или катушек. Таким образом, под упоминаемыми ниже частями обмотки следует понимать также и группы катушек.

Согласно изобретению, отдельные, получающиеся при переключении с 6n на 4n и 2n, фазы состоят каждая из стороны треугольника и двух лучей звезды смешанного соединения - звезда-треугольник (фиг. 3 и 4). Подразделение фаз на указанные части при этом выполнено так, чтобы обусловленные этим подразделением различные сдвиги фаз токов по времени в частях обмотки одной фазы соответствовали бы пространственным смещениям друг по отношению к другу этих частей обмоток внутри полюсного деления и направлению вращающегося поля, что способствует улучшению обмоточного коэффициента. При включении обмотки на 4n-полюсное соединение (фиг. 3) обе рядом лежащие части обмотки этой фазы, именно части 1 и 18, соответствуют частям 9 и 10 и распределены здесь по двум лучам звезды смешанного соединения звезда-треугольник, части же 5 и 14 принадлежат стороне треугольника, находящейся между указанными лучами. Для того, чтобы токи в лежащих рядом частях отстояли друг от друга на 60°, а в отклонении части одиночной обмотки - на 30° по фазе, части обмоток включены в одной звезде в противоположном направлении по сравнению с другой звездой так, что, например, части 1-10 подходят к нулевой точке звезды своими началами, часть же 9-18 - своими концами. Это противоположное включение указано на чертеже при помощи направления стрелок у частей обмоток. Для 4n-полюсного соединения, при котором лучи звезды соединены последовательно со сторонами треугольника, получается то, что при следовании по обмотке в направлении: луч звезды - сторона треугольника - луч звезды - все части обмоток оказываются включенными последовательно и в одном и том же направлении. Если нужно фазу 1 перестроить на 2n-полюсное включение (фиг. 4), достаточно включить последовательно в противоположном направлении части обмоток 5-14, принадлежащие стороне треугольника. Таким образом, фаза I образуется из частей обмотки 10, 1, 5, 14, 18 и 9, фаза II - из частей 13, 4, 17, 8, 3 и 12, фаза III - из частей 7, 16, 2, 11, 6 и 15. Как видно, лучи звезды составляются из частей двух фаз (это показано противоположным направлением стрелок).

На фиг.5 и 6 изображены несколько видоизмененные соединения для 4n и 2n полюсов. В этом случае рядом расположенные части обмоток фазы I (1-18, соотв. 9-10) подразделены на двух сторонах треугольника соединения звезда-треугольник, а части 5-14 образуют луч звезды, исходящий из угловой точки этих сторон треугольника. Для того, чтобы фазовые положения токов в лежащих рядом частях обмоток опять-таки отличались друг от друга на 60°, эти части обмотки включены по одной стороне треугольника в противоположном направлении по сравнению с другой стороной треугольника, так что не только части 9 и 18, но также и части 1 и 10 своими началами подходят к угловой точке сторон треугольника (показано направлением стрелок). Принадлежащая лучу звезды часть одиночной обмотки 5 и 14 подходит при 4n-полюсном соединении (фиг. 5) своими концами, при 2n-полюсном соединении (фиг. 6) - своими началами к угловой точке треугольника. Фаза тока в частях одиночной обмотки находится тогда снова между фазами токов в последовательно соединенных частях обмотки и имеет по сравнению с этими частями сдвиг по 30° в каждую сторону. Она подходит, таким образом, к пространственным смещениям частей обмотки фазы внутри полюсных делений. Фаза I образуется из частей обмотки 1, 10, 9, 18, 5 и 14; фаза II - из частей 3, 12, 13, 4, 8 и 17; фаза III - из частей 16, 7, 6, 15, 11 и 2.

Приведенные соединения звезда - треугольник (фиг. 3, 4, 5, 6) имеют тот недостаток, что сила тока в лучах звезды больше силы тока в сторонах треугольника в три раза, так что обмотка должна быть выполнена с различным сечением, если желательно избежать неравномерного нагревания. Этот недостаток можно устранить путем параллельного и последовательного включения частей обмотки, при котором все четыре части обмотки в лучах звезды включены частью параллельно, частью последовательно. Расположение это таково, что обе части, обмотки одной фазы включены последовательно, тогда как части, принадлежащие различным фазам, включены параллельно. Разумеется, можно было бы также избрать и другую схему соединений.

Предлагаемые полюсные соединения могут быть также устроены независимо от того, имеется ли обмотка с катушками одинаковой или разной ширины, а также - однослойная, многослойная или какая-нибудь другая обмотка.

Для различных обмоток получаются различные коэффициенты их при разных полюсных числах, и отсюда - разные магнитные индукции.

Магнитная индукция, как известно, зависит главным образом от приложенного напряжения, числа полюсов, обмоточного коэффициента, междуфазового коэффициента (т.-е. отношения напряжений и токов при различном соединении фаз) и также от числа последовательно включенных витков. Например, если задаться постоянным напряжением (чтобы избежать трансформатора) и определенным полюсным числом для данной схемы соединения, можно варьировать магнитную индукцию, а следовательно и момент вращения и мощность мотора для какого-нибудь определенного случая путем изменения обмоточного коэффициента, фазового коэффициента и числа последовательно включенных витков. При предложенной схеме соединения сам по себе обмоточный коэффициент в большинстве случаев различен и, кроме того, изменяется в зависимости от выбора рода обмотки.

Фазовый коэффициент меняется в зависимости от того, включена ли обмотка звездой или треугольником.

Таким образом получается большое разнообразие способов, для того, чтобы установить в определенном случае магнитную индукцию, а следовательно и вращающий момент мотора.

Похожие патенты SU12147A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТКИ СТАТОРА ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ НА РАЗНЫЕ ЧИСЛА ПОЛЮСОВ 1926
  • Г. Вейнерт
SU12146A1
ОБМОТКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1946
  • Харитонов А.М.
SU70232A1
Обмотка асинхронного двигателя 1940
  • Харитонов А.М.
SU62131A1
Трехфазная полюсопереключаемая обмотка 1974
  • Дартау Александр Александрович
SU738052A1
Трехфазная полюсопереключаемая обмотка 1979
  • Дартау Александр Александрович
SU879711A1
Совмещенная электромашинная 3/4-фазная обмотка 1986
  • Попов Виктор Иванович
SU1374341A1
ТРЁХФАЗНАЯ 12-ЗОННАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ВЫСШИХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ГАРМОНИК В СОСТАВЕ МАГНИТОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ 2019
  • Мартынов Кирилл Владимирович
  • Носков Виталий Александрович
RU2735288C1
СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ) 2018
  • Головенко Евгений Анатольевич
  • Авдулов Антон Андреевич
  • Кинев Евгений Сергеевич
  • Тимошев Владимир Евгеньевич
RU2708036C1
Статорная обмотка трехфазного асинхронного двигателя 1960
  • Матус И.А.
SU138660A1
Трехфазная совмещенная обмотка 1983
  • Лущик Вячеслав Данилович
SU1095314A1

Иллюстрации к изобретению SU 12 147 A1

Формула изобретения SU 12 147 A1

1. Способ соединения обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя, переключаемой на числа полюсов, находящиеся в отношении 6:4:2, характеризующийся тем, что при переключении обмотки с 6n полюсов с целью получения соединения катушек обмотки в звезду-треугольник как 4n-, так и 2n-полюсной обмотки, соседние по расположению на статоре катушки, смещенные взаимно на угол 6π, где π отвечает полюсному шагу обмотки, например катушки 1, 18 или 9, 10 (фиг. 1), включаются в два луча звезды с соединением этих катушек навстречу друг другу, тогда как катушки, смещенные относительно первых на угол , например катушки 5 и 14 (фиг. 1), включаются в сторону треугольника, находящуюся между названными выше лучами звезды, при чем при 4n-полюсной обмотке все катушки, расположенные по пути: луч звезды - сторона треугольника - луч звезды соединяются последовательно, а при 2n-полюсной обмотке катушки, входящие в сторону треугольника, переключаются на обратное соединение (фиг. 6 и 7).

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 способа, отличающееся тем, что соседние по расположению на статоре катушки, например катушки 1 и 18 (фиг. 1), вводятся каждая в одну из сторон треугольника так, что к вершине последнего обращены начала, а катушки, смещенные относительно первых на угол , например катушки 5 и 14 (фиг.1), вводятся в луч звезды, выходящий из названной выше вершины и присоединяются к ней при 4n-полюсной обмотке своими "концами", а при 2n-полюсной обмотке - своими "началами" (фиг. 5 и 6).

SU 12 147 A1

Авторы

Г. Вейнерт

Даты

1929-12-31Публикация

1926-09-07Подача