Трехфазная полюсопереключаемая обмотка Советский патент 1988 года по МПК H02K17/14 

оо оо

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электромашиностроении для создания тре.х- скоростных асинхронных двигателей с , 2 и 5 парами полюсов, предназначенных для привода станков, насосов, вентиляторов, эскалаторов метрополитена, колесных пар электроподвижного состава, устройств автоматики и т.д.

Целью изобретения является расширение области применения обмотки путем полу- соотношения чисел пар полюсов Ц : :1 .В, 1:2:5.

На фиг. I изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой обмотки; на фиг. 2 -- векторные диаграммы катушеч- ных ЭДС предлагаемой обмотки (, Z 30); на фиг. 3 - схема-развертка предлагаемой обмотки при 8 1, , .

Обмотка содержит 30 катушечных групп с ио.черами от 1 до 30. Через А1, А2, A3, В1,.В2, ВЗ,,С1. С2, СЗ (фиг. 1) обозначены 9 частей обмотки, через П1, П2, ПЗ, П4 обозначены первый, второй, третий и четвертый трехполюсные переключатели соответственно, а через В -- трехполюсный выключатель. Через ДВ5, ДВ6, ДВ16, ДВ25, ДВ26 обозначены дополнительные выводы от начал катушечных групп с номерами 5, 6, 15, 16, 25, 26 соответственно. Через ДВ1, ДВ9, ДВ11, ДВ19, ДВ21, ДВ29 обозначены до- полпительные выводы от концов катушечных групп с номерами 19, 10, 29, 20, 9, 30 соответственно, соединенных (фиг. 1) с началами катушечных групп с номерами 1, 9, П, 19, 21, 29 соответственно. В скобках указаны номера катушечных групп КГ, входя- ш,их в состав соответствующих частей обмотки. При включении обмотки на одну пару полюсов (Ц ) переключатели П1 и П2 находятся в верхнем юложении, переключатели ПЗ.и П4 находятся в нижнем положении, выключатель В включен. При включении обмотки на две пары полюсов (Г 2) переключатели П1, П2, ПЗ, П4 находятся в верхне.м положении, выключатель выключен. При включении обмотки на пять пар полюсов (Pj 5) переключатели П1 и П2 находятся в нижнем положении, пере- ключатели ПЗ и П4 - в верхнем положении, а выключатель В выключен. Цифрами i -30 (фиг. 2) обозначены номера катушек, к которым относятся соответствующие векторы ЭДС. Одним, двумя и тремя щтриха ми на фиг. 2 обозначены векторы ЭДС катушек, которые включен -. согласно в схемы фаз А, В и С соответствен1ю, одним, двумя и тремя штр1 хами с юперечным штрихог ;: обозначены векторы ЭДС катушек, вклю ценных встречно в схемы фаз А, В и С соответственно. Крестами на верхней вектор- ной диаграмме отмечены катушки, отключаемые при Ц -1. Из фиг. 2 видно, что

5

5 0 0 с 0 5

3

предлагаемая обмотка при всех числах пар полюсов является симметричной, имеет целое число катушек на фазную зону и, следовательно, не создает низших пространственных гармоник Л1ДС. При р| 1 обмотка имеет фазные зоны шириной 60 эл. град, и кроме основной гармоники создает только нечетные пространственные гармоники МДС. При Рг 2 и PJ 5 обмотка имеет фазные зоны шириной 120 эл. град, и кроме основной гармоники создает высшие пространственные гармоники МДС как нечетного, так и четного порядков. Кратные трем гармоники в кривых МДС отсутствуют при всех числах пар полюсов. Цифрами 1-30 (фиг. 3) обозначены номера катушек, а буквами Н и К - начала и концы соответствующих частей обмотки. Через ДВ1, ДВ9, ДВП, ДВ19, ДВ21, ДВ29 обозначены дополнительные выводы от концов катушечных групп с номерами 19, 10, 29, 20, 9, 30 соответственно, а через ДВ5, ДВ6, ДВ15, ДВ|6, ДВ25, ДВ26 - дополнительные выводы от начал катушечных групп с номерами 5, 6, 15, 16, 25, 26 соответственно. Устройство состоит из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в катушечные группы и соединенных в 9 частей А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ и первого П1 и второго П2 трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет 3 группы выводов по 3 вывода в каждой группе - - верхний, средний и нижний и замыкает в каждой группе одну цепь между средним и верхним ИJШ меж.ау средним и нижним выводами, причем первый П1 и второй П2 трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний со вторым верхним, второй нижний с третьим верхним, третий нижний с первым верхним их выводами, концы частей А1, В1, С соединены соответственно с первым, вторым и третьим верхними выводами первого трехполюсного переключателя П1, первый, второй и третий средние выводы которого соединены соответственно с началами частей А2, В2, С2, крицы которых соединены соответственно с первы.м, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя П2, первый, второй и третий средние выводы которого соединены с началами частей A3, ВЗ, СЗ соответственно, устройство выполнено из 30 одинаковых катушечных групп, содержащих по S последовательно-согласно включенных катушек (8 1,2,3...), лежащих в соседних па- .в, причем кату1иечные группы с номерами 20, 19, 1, 2 включены последовательно-согласно в часть А1, катушечные группы с номерами 3, 4, iG -- последовательно-согласно в часть А2, катушечные группы с номерами 17, 18, 5 включены последовательно- согласно в часть A3, катушечные группы с

номерами iO, 9, 21, 22 включены последовательно-согласно в часть В1, катушечные группы с номерами 23, 24, 6 включены последовательно-согласно в часть В2, катушечные группы с номерами 7, 8, 25 включены последовательно-согласно в часть ВЗ, катушечные группы с номерами 30, 29, 11 12 - последовательно-согласно в часть С1, катушечные группы с номерами 13, 14, 26 - последовательно-согласно в часть С2, катушечные группы с номерами 27, 28, 5 - последовательно-согласно в часть СЗ, начала катушечных групп с номерами 20, 10, 30 являются началами частей А1, В1, С1 соответственно, серединами которых являются концы катушечных групп с номерами 19, 9, 29 соответственно, концы катушечных групп с номерами 16, 5, 6, 25, 26, 15 являются концами частей А2, A3, В2, ВЗ, С2, СЗ соответственно, устройство имеет 12 дополнительных выводов ДВ16, ДВ5, две ДВ25, ДВ26, ДВ15 от начал катушечных групп с номерами 16, 5, 6, 25, 26, 15 соответственно и ДВ1, ДВ21, ДВП, ДВ19, ДВ29 от концов катушечных групп с номерами 19, 9, 29, 20, 10, 30 соответственно, третий ПЗ и четвертый П4 трехполюсные переключатели каждый из которых имеет 3 группы выводов по 3 вывода в каждой группе - верхний, средний и нижний и замыкает в каждой группе одну цепь - между средним и верхним или между средним и нижним выводами, причем третий ПЗ и четвертый П4 трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяюш,ими первый нижний со вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним их выводами, устройство имеет также трехполюс- ный выключатель В, имеющий 3 группы выводов по 2 вывода в каждой группе - левый и правый и замыкающий цепь в каждой группе, причем концы частей A3, БЗ, СЗ соединены соответственно с первым, вторым

и третьим верхними выводами третьего трех- полюсного переключателя ПЗ, средние выводы которого соединены между собой, а

первый, второй к третий нижние выводы

третьего трехполюсного переключателя ПЗ соединены соответственно с дополнительными выводами ДВ16, ДВ6, ДВ26 от начал катушечных групп 16, 6 и 26 соответственно, внешние выводы обмотки А, В, С соединены соответственно с первым, вторым и третьим средними выводами четвертого трехполюсного переключателя П4, первый, второй и третий верхние выводы которого соединены с началами частей А1, В1, С1 соответственно, а первый, второй и третий

нижние выводы соединены с дополнительными выводами ДВ1, ДВ21, ДВП от концов катушечных групп с номерами 19, 9, 29- соответственно, первый, второй и третий правые выводы трехполюсного выключателя В соединены соответственно с дополнительными выводами ДВ19, ДВ9, ДВ29 от концов катушечных групп с номерами 20, 10 и 30 соответственно, а первый, второй и третий левые выводы трехполюсного переключателя В соединены соответственно с

дополнительными выводами ДВ5, ДВ25, ДВ15 от начал катушечных групп с номерами 5, 25 и 15 соответственно.

Обмотка работает следующим образом. При установке переключателей П1, П2

в верхнее по схеме на фиг. 1 положение, переключателей ПЗ, П4 - в нижнее по схеме на фиг. 1 положение и включении выключателя В обмотка соединяется в звезду с 2 параллельными ветвями в каждой фазе (по схеме Y), а катушечные группы распределяются по фазам так, как указано во втором столбце таблицы (Р, 1). Знак минус перед номером катушечной группы означает, эта катушечная группа включена встречно катушечным группам с положительными знаками.

Изобретение относится к электрическим машинам. Целью является расширение области применения обмотки. Обмотка состоит из 30 катушечных групп (КГ), включенных последовательно-согласно в 9 частей обмотки А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ, четырех трехполюсных переключателей и одного трехполюсного выключателя, при чем КГ включены последовательно-согласно в части обмотки следующим образом: КГ 20, 19, 1, 2 - в часть А1; КГ 3, 4, 16 - 6 часть А2; КГ 17, 18, 5 - в часть A3; КГ 10, 9, 21, 22 - в часть В1; КГ 23, 24, 6 - в часть В2; КГ 7, 8, 25 - в часть ВЗ; КГ 30, 29, 11, 12 - в часть С1; КГ 13, 14, 26 - в часть С2; КГ ,27, 28, 15 - и часть СЗ. Обмотка снабжена 12 дополнительными выводами от начал КГ с номерами 16, 5, 6, 25, 26, 15 и от концов КГ с номерами 19, 9, 29, 20, 10, 30. Коммутационные аппараты соединяют части обмотки так, что при двух парах полюсов Р 2 части А1, А2, A3 соединены последовательно-согласно и входят в фазу А, части В1, В2, ВЗ соединены последовательно-согласно и входят в фазу В, части С1, С2, СЗ соединены последовательно-согласно и входят в фазу С. 1 табл. 3 ил. (О

Фаза

Состав фаз при числе пар полюсов

Р, 1

1,2,3,41,2,3,4,51,2,7,8,13

16,-17,-18,-19,16,17,18,19,2014,19520,25,26

11,12,13,146,7,8,9,103,4,9,10,15

26,-27,-28,-2921,22,23,24,2516,21,22,27,28

21,22,23,24,11,12,13,14,155,6,11,12,17

6,-7,-8,-926,27,28,29,3018,23,24,29,30

При этом катушечные группы с положительными знаками образуют одну параллельРг 2

РЭ 5

ную ветвь фазы, а кат / лечньхе группы с отрицательными знаками - другую. В каж

дои фазе две катушечные группы отключены: в фазе А - катушечные группы с номерами 5 и 20, в фазе В - катушечные группы с номерами 15 и 30, в фазе 3 - катушечные группы с номерами 10 и 25. При юдключении обмотки к трехфазной сети она создает основное враш,ающееся поле с одной парой полюсов. При отключении выключателя В и установке переключателей П1, П2, ПЗ, П4 в верхнее по схеме на фиг. 1 положение обмотка соединяется в звезду с одной параллельной ветвью в каждой фазе и катушечные группы распределяются по фазам обмотки так, как указа,но в третьем столбце таблицы {1 2). При этом обтекаются токами все 30 катушечных групп и обмотка создает основное магнитное поле с двумя парами полюсов. При установке переключателей П1 и П2 в нижнее по схеме на фиг. 1 положение, переключателей ПЗ и 114 в верхнее по схеме на фиг. 1 положение и отключении выключателя В обмотка соединяется в звезду с одной параллельной ветвью в каждой фазе, при этом катушечные группы распределяются по фазам так, как указано в четвертом столбце таблицы (Рз 5). При таком включении обмотка соз- дает основное магнитное поле с 5 парами полюсов. Тем самым обеспечивается трехступенчатое регулирование угловой скорости двигателя.

Таким образом, предлагаемая обмотка, обеспечивая создание в воздушном зазоре асинхронного двигателя вращающегося магнитного поля с 1, 2 и 5 парами полюсов, позволяет расширить область применения обмотки на трехскоростные асинхронные двигатели с отно.шением скоростей 1:2:5.

Формула изобретения

Трехфазная пол юсо переключ а ем а я обмотка, двухслойная, с целым числом катушек на фазную зону, состоящая из одина- ковых равномерно распределенных катушек, входяш,их в катушечные группы и соединенных в 9 частей А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ и первого и второго трехполюс- ных переключателей, каждый из которых имеет 3 группы выводов по 3 вывода в каждой группе - верхний, средний и нижний и замыкает в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, причем первый и второй трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним, третий нижний с первым верхним их выводами, концы частей А1, В1, С1 соединены соответственно с первым, вторым и третьим верхними выводами первого трех- полюсного переключателя, первый, второй и третий средние выводы которого соедине0

5

0

5

0 0 5

ны соответственно с началами частей А2,

82,С2, концы которых соединены соответственно с первым, вторым н третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя, первый, второй и третий средние выводы которого соединены с началами частей A3, ВЗ, СЗ соответственно, выполненная из 30 одинаковых катушечных групп, содержащих по S последовательно согласно включенных катушек, лежащих в соседних пазах, причем катушечные группы с номерами 20, 19, 1, 2 включены последовательно согласно в часть А1, катушечные группы с номерами 3, 4, 16 включены последовательно согласно в часть А2, катушечные группы с номерами 17, 18, 5 включены последовательно-согласно в часть A3, катушечные группы с номерами 10, 9, 21, 22 включены последовательно-согласно в часть В1, катушечные группы с номерами 23, 24, 6 включены последовательно в часть В2, катушечные группы с номерами 7, 8, 25 включены последовательно-согласно в часть ВЗ, катушечные группы с номерами 30, 29, 11, 12 включены последовательно-согласно в часть С1, катушечные группы с номерами 13, 14, 26 включены последовательно-согласно в ч-ас- ь С2, катушечные группы с номерами 27, 28, 5 включены последовательно-согласно Б часть СЗ, начала катушечных групп с номерами 20, 10, 30 являются началами частей А1, В1, С1 соответственно, серединами которых являются концы катушечных групп с номерами 19, 9, 29 соответственно, концы катушечных групп с номерами 16, 5, 6, 25, 26, 15 являются концами частей А2, A3, В2,

83,С2, СЗ соответственно, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем получения соотношения чисел пар полюсов 1:2:5, она снабжена двенадцатью дополнительными выводами от начал катушечных групп с номерами 16, 5, 6, 25, 26, 15 и от концов катушечных групп с номерами 19, 9, 29, 20, 10, 30, третьим и четвертым трехполюсными переключателями, каждый из которых имеет 3 группы выводов по 3 вывода в каждой группе - верхний, средний и нижний, третий и четвертый трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним, третий нижний с первым верхним их выводами и трехполюсным выключателем, имеющим 3 группы выводов по 2 вывода в каждой группе - левый к правый, концы частей A3, ВЗ, СЗ соединены соответственно с первым, вторым и третьим верхними выводами третьего трехполюсного переключателя, средние выводы которого сое динены между собой, а первый, второй и третий нижние выводы третьего трехгюлюсно- го переключателя соединены соответственно с дополнительными выводами от начал

катушечных групп с номерами 16, 6 и 26, внешние выводы обмотки А, В и С соединены соответственно с первым, вторым и третьим средними выводами четвертого полюсного переключателя, первый, второй и третий верхние выводы которого соединены с началами частей А, В1 и С1 соответственно, а первый, второй и третий нижние выводы соединены с дополнительными выводами от концов катушечных групп с номе1/ /

. 1

рами 19, 9, 29 соответственно, первый, второй и третий правые выводы трехполюсно- го выключателя соединены с дополнительными выводами от концов катушечных групп с номерами 20, 10 и 30 соответственно, а первый, второй и третий левые выводы трех- полюсного выключателя соединены с дополнительными выводами от начал катушечных групп с номерами 5, 25 и 15 соответственно, где S - натуральное число.

I

|/ 5

Y,..

--UJ-J-- ; /7 15 15

30J5

29,1

28,13

27,12

26,11

25,10

8,23

1,7,13,19,25

30,2,18 I, 6

11,5 29,23,17

,10,16,22,28

2,17 , , 3,18 120, a 1

5,20

6,21

7,22

z 30, , ) 120°, (1 1

2,8,1,20,26

3,9,15,21,27

ipue. 2

2 J 4 5678 9 Ю П 12 13 1 15 16 П 18 19 20 21 22 2 Z 25 26 27 28 29 SO