Многофазная совмещенная двухслойная обмотка Советский патент 1987 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение в совмещенных каскадных двигателях и одномашинных преобразователях частоты.

Цель изобретения - расширение области применения путем получения чисел пар полюсов p,/p,i 3q/7q при числе звезд п-4 и фаз .

На фиг. 1 и 2 представлена развернутая схема многофазной совмещенной двухслойной обмотки, выполненной при К-1 и q (т.е. р,); на фиг.З и 4 - картины намагничивающих сил,

создаваемых обмоткой.

I .

Обмотка состоит из катушек с номерами от 1 до 84. В первую ветвь первой звезды (A-D) последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 15,16,49,73,74,75 и 76, во вторую ветвь этой звезды (B-D) вкгаочены катушки 43,44,77,17,18,19 и 20 и в третью ветвь (C-D) - катушки 71, 72,21,45,46,47 и 48, в первую ветвь второй звезды (A-D ) аналогично включены катушки 1,2,3,4,61,62 и 63, во вторую ветвь (B-D ) - катушки 29,30,31,32,5,6 и 7 и в третью ветвь (C-D ) - катушки 57,58,59,60,33,34 и 35, в первую ветвь третьей звезды аналогично включены (А-Е) катушки 25,26,27,28,50,51,52,во вторую ветвь (В-Е) - катушки 53,54,55,56,57,78, 79,80 и в третью ветвь (С-Е) - катушки 81,82,83,84,22,23 и 24, в первую ветвь четвертой звезды (А-Е ) аналогично включены катушки 13,14,37,38, 39,40 и 64, во вторую ветвь (В-Е) - катушки 41,42,65,66,67,68 и 8 и в третью ветвь (С-Е ) - катушки 69,70, 9,10,11,12 и 36. В узел с отводом А объединены фазные ветви первой, второй,третьей и четвертой звезд с выводами от 15,1,25 и 13-й катушек, аналогично объединены в узеп В ветви с выводами от 43, 29, 53 и 41-й катушек и в узел С - ветви с выводами от 71,57,81 и 69-й катушек, а нулевые точки образованы у первой звезды (вывод D ) ветвями с выводами от 76, 20 и 48-й кату1пек, у второй звезды (вывод D) - выводами от 63,7 и 35-й катушек, у третьей звезды (вывод Е) вьгоодами от 52,80 и 24-й катушек и у четвертой звезды (вывод Е ) - выводами от 64,8 и 36-й катушек.

При подключении трехфазного питания к зажимам А,В и С (при этом выво

191692

ды D,D ,E,E остаются уравновешенными) в воздушном зазоре возникает близкая к синусоидальной четырнад- - датиполюсная вращающаяся магнитная

5 волна, а при питании зажимов D,D ,Е, Е (в этом случае равнопотенциальны- ми являются вьшоды А,В,С) от источника четырехфазного или двухфазного с изолированными обмотками фаз - шести пол мсная врашающаяся волна (картины намагничивающих сил, создаваемые при этом совмещенной обмоткой, показаны на фиг. 3 и 4). В случае кривые намагничивающих сил могут быть полу чены расположением (повторением) вдоль оси абсцисс q таких же картин намагничивающих сил. Рассмотренная в примере обмотка со стороны 3q пар полюсов является симметричной, а со

20 стороны 7q пар полюсов расхождение векторов ЭДС (создаваемых четырнад- цатиполюсной вращающейся волной индукции поля) одноименных ветвей звезд, соответственно, второй и четвертой, четвертой и первой, первой и третьей составляет около четырех градусов. По амплитуде вектора ЭДС в одноименных ветвях второй и третьей звезд одинаковы и превьпиают ЭДС вет25

30

вей первой и четвертой звезд, на. 5%.

Однако это расхождение в ЭДС параллельных ветвей со стороны 7q пар полюсов при рассмотренной схеме соединений ветвей не приводит к появлению

уравнительных токов при подключении второго источника, а в каждой из звезд вектора ЭДС образуют совершенно симметричную трехфазную систему. У обмоток, выполненных при других

значениях К, геометрическая разность векторов ЭДС параллельных ветвей та же, что и в данной обмотке.

Оптимальные значения шага обмоткн (у), при которых обмоточные коэффициенты со стороны обоих полюсностей максимальны, а также значения этих коэффициентов для нескольких значений К приведены в таблице, где К K,j, -Кр, ; Ку, sin(6,43 у/К); Кр,

0,707/7Ksi.n(6,43VK); К, К,,. Кр ; Кр ,, cos(p30°/K) ;Kp.0,866/4sin « (); р (18К-у)/2. ,

Предлагаемая, совмещенная обмотка в отличие от известной со стороны 3q пар полюсов является двухфазной (с изолированными фазами), благодаря чему использование этой обмотки в совмещенном одномашинном преобразовате313

ле частоты позволяет расширить диапазон частот вырабатываемых двухфазных напряжений, например, для питания двухфазных двигателей. Высокие электромагнитные свойства предлагаемой об- мотки и технологичность ее изготовления (она состоит из равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек и одинаковым шагом) позволяют проектировать мощные совмещенные кас- кадные двигатели и одномашинные преобразователи частоты, приближающиеся по своим мессогабаритным и энергетическим показателям к обычным многофазным Машинам.

Формула изобретения

Многофазная совмещенная двухслойная обмотка, например, дпя совмещен- ных каскадных двигателей и одномашинных преобразователей частоты с отношением фаз n/m, с равномерно распределенными по расточке равновитковыми катушками одинакового шага, сгруппированными в nm-фазных звезд, одноименные фазные ветви которых подключены к отдельным выводам, образующим одну систему, соответствующую 2р полюсам, а нулевые точки подключены к вьшодам, образующим другую систе

L: i;::F:i:::ii: i::i

5 88

18

35

К 0,812 0,832 0,825 0,831 0,827 0,825 0,837 0,822 0,825 0,82 0,823 0,824

694

му, соответствующую 2p полюсам обмотки, отличающа я с-я тем, что, с целью расширения области применения путем получения чисел пар полюсов 3q/7q при и , обмотка содержит 84Kq катушек, причем в ветви первой звезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами ,+4К(18+7А), + + 14К(И-2А), (12+7A), в ветви второй звезды последовательно-согласно включены катушки с номерами . N 1,+28КА, ,j+4K(I5+7A), в ветви третьей звезды последовательно-согласно включены катушки с номерами ,+4K(6+7A), N l2+7K(7+4A) и в ветви четвертой звезды последовательно- согласно включены ,+4К(9+7А), ,+4K(3+7A), (9+4A), где ,2,3... (любое целое число),К 1,2.3,.. (любое целое число), , ,1,2 соответственно для первых, вторых и третьих ветвей звезд, при и , если при , 1( принимает все значения в диапазоне от 1 до 4К, 1 принимает все значения в диапазоне от до ЗК, 1, принимает все значения в диапазоне от 1 до 2К, 1 принимает все значения в диапазоне от 1 до К, а - в диапазоне от О до q-l.

:::ii: i::i

53

70

5 88

6 106

РЙ

:5

В

О

Л

i / Лг-ГЛг

Фиг.3

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение в совмещенных каскадных двигателях и одномашинных преобразователях частоты. Целью изобретения является расширение области применения путем получения чисел пар полюсов 3q/7q. Обмотка состоит из 84Kq рав- новитковых катушек (K,q - любые целые числа), равномерно распределенных по пазам магнитопровода. Катушки сгруппированы по ветвям, которые соединены в четыре трехфазные звезды, причем одноименные выводы этих звезд образуют группу трехфазных выводов на 7q пар полюсов, а нулевые точки - группу четырехфазных вьгоодов на 3q пар полюсов. Кривая индукция поля, создаваемая при питании, с каждой из сторон по форме приближается к синусоидальной , а обмоточные коэффициенты для обеих полюсностей находятся на уровне этих коэффициентов обычных многофазных обмоток, что позволяет проектировать совмещенные каскадные двигатели и одноименные преобразователи частоты средней и большой мощности, приближающиеся по своим массо- габаритным и энергетическим показателям к обычным многофазным машинам. 4 ил. , 1 табл. (Л с со . сзь со

М 1 5МУ7&{УУГяЬ ТМ Ля1Д5М5 т«

rOi. . rOi

Ч

f-t

ФУ

Составитель А. Кецарис Редактор Н. Тупица Техред Л.Олийнык

Заказ 2523/50 Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Корректор и. Муска