Статорная обмотка трехфазного асинхронного двигателя Советский патент 1961 года по МПК H02K17/14 H02K3/28 H02P7/48 

Изобретение касается статорной обмотки трехфазного трехскоростного асинхронного двигателя, переключаемой на три различные числа пар полюссв, находящиеся в соотношении 4:2: 1. Предлагаемая обмотка, подобно известным обмоткам того же типа, разделена на секции, шаг которых равен устроенному полюсному делению на низшей скорости двигателя, а фазы ее соединяются на низшей скорости в звезду, на средней скорости - в двойную звезду и на высшей скорости - в двойной треугольник.

Особенностью обмотки, составляюшей предмет изобретения, является выполнение всех секций обмотки одинаковыми, т- .е. с одинаковым шагом и соединение концов каждой фазы при сопряжении фаз в двойной треугольник - не с произвольным началом другой фазы, как в известных обмотках, а с началом фазы другой сдвинутой на 150 электрических градусов.

Этим обеспечивается высокое использование активных материалов электродвигателя на высшей ступени скорости и упрощается его конструкция.

Выполнение обмотки из одинаковых секций, имеющих шаг у по зубцам, равный устроенному полюсному делению низшей ступени ckopoctи, означает, что:

где Z - число пазов,

2р- число полюсов низщей ступени скорости, m 3 - число фаз,

q - число пазов на полюс и фазу для низшей ступени скорости. Обмотка может также иметь дробное значеиле q, например ,5; 2,5. Другие значения знаменателя дроби, кроме 2, не допускаются во избежание появления низших гармоник.

У -3/й9

№ 138660- 2 В случае дробной обмотки шаг по зубцам определяется формулой:

3 , 1 о / , 1

ч| 4-М/7 -1- -.г

- ± 2 - -- 2

Для низшей ступени скорости не имеет значения, какой знак - плюс или минус принять в этой формуле, однако это не безразлично для средней и высшей ступеней. Для средней ступени скорости знак минус дает более высокое значение обмоточного коэффициента, чем знак плюс, а для высшей ступени - наоборот.

Обмотка может быть выполнена двухслойной при любых значениях q - целых и дробных. При целых значениях Q обмотка может быть также выполнена в виде однослойной. Однослойная обмотка при дробном д не допускается, так как в этом случае в ней возникают низшие гармоники, и кроме того секции должны были бы иметь различный шаг.

При двухслойной обмотке секции объединяются в катушки, цо 2q секции в каждой катушке. Ширина фазной зоны, занимаемой стороной

„ „ 2

катушки при двухслойной обмотке, составляет полюсного деления

низшей ступени скорости.

При однослойной обмотке секции группируются по д секций в каждой катушке, .и ширина фазной зоны составляет при этом -j- полюсного деления, что обусловливает более высокий обмоточный коэффициент распределения при однослойной обмотке, чем при двухслойной. Как при двухслойной, так и при однослойной обмотке каждая фаза содержит р катушек (по одной катушке на пару полюсов низшей ступени скорости).

На фиг. 1 (а-е) изображены торцовые схемы одной фазы однослойной обмотки 2р 2/4/8 при 1, на фиг. 2-развернутая схема однослойной обмотки 2р 2/4/8 при q 2.

При питании фазы по схеме фиг. 1а она имеет две параллельные ветви и образует двухполюсное поле, а при питании по схеме 16 она также имеет две параллельные ветви, но образует четырехполюсное поле. При питании фазы по схемам 1в и 1г все катушки оказываются соединенными последовательно и создают восьмиполюсное поле. На фиг. 1д и 1е изображен вариант переключения с двух на восемь полюсов без изменения числа параллельных ветвей. Остальные две фазы выполняются и переключаются аналогично и расположены со сдвигом на

2 -о- ПОЛЮСНОГО деления высшей ступени скорости.

Общее число выводов обмотки статора (фиг. 2) равно пятнадцати. Сопряжение фаз обмотки на низшей, средней и высшей ступенях скорости осуществляется по схемам звезда - двойная звезда - двойной треугольник, соответственно. Как видно из фиг. 2, при сопряжении фаз в двойной треугольник на высшей ступени скорости, конец одной фазы соединяется с началом фазы, который удален на угол в 150 электрических градусов.

Поскольку э. д. с. двух катушек фазы, соединенных последовательно, сдвинуты на 90°, а двух катушек разных фаз, примыкающих к точке соединения между фазами, - только на 30°, то присоединение питающих проводов не к этим точкам, а к серединам фаз увеличивает обмоточный коэффициент в отношении --дсо- 1,365.

cos 15°

Такая перегруппировка катушек между фазами, осуществляемая без деления фазных обмоток на отдельные части, не только обеспечивает высокий обмоточный коэффициент на высшей ступени скорости, но и позволяет обойтись минимальным числом коммутационных аппаратов (три трехполюсных контактора и два двухполюсных - всего тринадцать контактов, не считая реверсивных). При этом ни один из контактов не должен быть рассчитан на наибольший линейный ток двигателя.

Предмет изобретения

Статорная обмотка трехфазного асинхронного двигателя, переключаемая на три различные числа пар полюсов, находящиеся в соотношении 4:2: 1, секции которой имеют шаг, равный утроенному полюсному делению на низшей скорости, а фазы соединяются на низшей скорости - в звезду, на средней - в двойную звезду и на высшей - в двойной треугольник, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции обмотки и улучшения использования ее на высшей скорости, все секции обмотки выполнены одинаковыми и при соединении в двойной треугольник конец каждой фазы соединен с началом фазы, сдвинутым относительно него на 150 электрических градусов.