Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 5 пар полюсов Советский патент 1988 года по МПК H02K17/14 

с о

114

Изобретение относится к электри- -ческим маихинам и может бьп ь использовано в электромашиностроении для создания двухскоростных асинхронных двигателей с 3 и 5 парами полюсов, предназначенных для привода станков, насосов, вентиляторов, колесньк пар электроподвижного состава, устройств автоматики,

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей обмотки путем уменьшения коэффициента дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 изображена принципиаль- иая электрическая схема обмотки; на фиг. 2 - векторные диаграммы катушечных ЭДС предлагаемой обмотки (S 1, Z 90); на фиг. 3 - схема-развертка предлагаемой обмотки при , .

На фиг. 1 приняты обозначения: А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ - 9 частей обмотки, П1, 112 - первьй и второй трехполюспые переключатели соответственно. В скобках указаны номера катушечных групп (КГ), входящих в. состав соответствующих частей обмотки. Знак минус перед номером катушечной группы означает, что дан- ная катушечная группа включена встрено катушечньм группам с положительны знаком. При включении обмотки на три пары полюсов переключатели находятся в верхнем по схеме положении, при включении на пять пар полюсов переключатели находятся в нижнем по схеме положении. На фиг, 2 обозначены номера 1-90 катушек, к которым относятся соответствунлцие векторы ЭДС, одним, двумя и тремя штрихами - векторы ЭДС катушек, которые включены согласно в схемы фаз А, В, С соответственно, одним, двумя и тремя В1триха

ми с поперечным штрихом - векторы ЭДС катушек, включенных встречно в схемы фаз А, В.и.С соответственно.

Предлагаемая обмотка (фиг,2) при обоих числах пар полюсов является симметричной, шестизначной, имеет целое число катушек на фазную зону и не создает низших и четньсс пространственных гармоник ВДС,

На фиг. 3 обозначены номера 1-90 катушек, И и К начала и концы соответствующих частей обмотки.

Начала частей А1, В1 и С1 соединены соответственно с внешними выводами обмотки А, В и С, а их концы

соединены с первым, вторым и третьим верхними выводами первого трехполюс- кого переключателя П1 соответственно, начала частей с номерами А2, В2 и С2 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя П1 соответственно, а их концы с первым, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя П2 соответственно, начала частей A3, ВЗ и СЗ соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя П2 соответственно, а их концы соединены между собой, кроме того, первый и второй трехполюсные переключатели П1 и П2 снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним их выводами, каждая из частей А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, €1, С2, СЗ состоит из последовательно включенных катушечных групп с номерами 1, 3, 5, 37, 39, -46, -48, -50, -82, -84 - в части А1; 7, 9, -16, -18, -20, -52, -54, 61, 63, 65 - в части А2; -22, -24, 31, 33, 35, 67, 69, -76, -78, -80 - в части A3; -2, 11, -34, 43, 45, 47, 56, 79, -88, -90 - в части В1; -4, 13, 15, 17, -26, 49, -58, -60, -62, 71 - в части В2; 19, -28, -30, -32, 41, -64, 73, 75, 77, -86 - в части B3J -6, -8, -40, -42, -44, 51, 53, 85,, 87, 89 - в части С1; -10, -12, 14, 21, 23, 55, 57, 59, -66, -68 - в части С2; 25, 27, 29, -36, -38, -70, -72, -74, 81, 83 - в части СЗ, причем знак минус перед номером

катушечной группы означает, что она включена встречно катушечным группам с положительным знаком, а в каждую катушечную группу входит S последо- )затель о согласно включенных рядом лелсащих катушек (S 1,2,3,..),

Обмотка работает следующим образом.

При установке переключателей П1 и П2 в верхнее по схеме (фиг.1) положение обмотка соединяется в звезду, а катушечные группы распределяются по фазам, так, как указано в таблице (). При подключении обмотки к трехфазной сети она создает основное вращающееся магнитное поле с тремя пара№1 полюсов. При установке переключателей П1 и П2 в нижнее по схеме (фиг.1) положение обмотка также соединяется в звезду, а катушечные группы распределяются по фазам так, как указано в таблице ().

При этом обмотка создает основное вращающееся магнитное поле с пятью дарами полюсов. Тем самым обеспечивается двухступенчатое регулирование скорости двигателя в отношении п : пг - 355.

Сравнение полюсопереключаемых обмоток производится по энергетическим характеристикам асинхронного двигателя со сравниваемыми обмотками при работе в приводах постоянного момента и постоянной мощности, по сложности изготовления обмотки, по сложности схемы управления, по фильтрующим свойствам,

Предлагаемая обмотка имеет на порядок меньшее при и на 60% меньшее при чем у прототипа значение коэффициента дифференциального рассеяния К.

Предлагаемая обмотка (фиг.2) при обоих числах пар полюсов является hoднocтью симметричной и имеет 6 фазных зон. Как известно, такие обмотки не имеют в кривой НДС четных прост- ранственных гармоник. Отсутствием ченых пространственных гармоник в основном и обусловлено меньшее значени Кд у предлагаемой обмотки по сравнен с известной,

Отсутствие четньпс пространственны гармоник в НДС предлагаемой обмотки уменьшает потери в роторе двигателя от токов, наводимых этими гармониками поля в короткозамкнутой обмотке ротора, улучшая, тем самым, энергетические показатели двигателя. Кроме того, вследствие уменьшения числа гармоник МДС уменьшаются искажения и провалы в кривой результирующего момента, что улучшает пусковые свойства двигателя.

Таким образом, изобретение позволяет уменьшить коэффициент дифференциального рассеяния обмотки, исключи из кривой МДС четные гармоники и улучшить таким образом энергетические показатели предлагаемой обмотки по сравнению с известной,

Формула изобретения

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 5 пар полюсов, двухслойная, с целым числом катушек на фазную зону, соединенная в звезду при обоих числах пар полюсов, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в катушечные группы, соединенные в девять частей А1 А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ и двух трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет три группы выводов по три вывода в каждой группе - верхний, средний и нижний и образует в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, причем начала частей А1, В1, С1 соединены с внешними выводами обмотки А, Bj С соответственно, а их концы - с первым, вторым и третьим верхними выводами первого трехполюснстго переключателя соответственно, начала час тей А2р В2, С2 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя соответственно, а их концы - с первым, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя соответственно, начала частей A3, ВЗ, СЗ соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя соответственно, а их концы соединены между собой, кроме того, трехполюс- ные переключатели снабжены перемычками, соединякнцими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с тре тьим .верхним и третий нижний с первым верхним выводами каждого трехполюсного переключателя, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем уменьшения коэффициента дифференциального рассеяния, она выполнена из 90 катушечных групп по S последовательно включенных катушек, причем катушечные группы с номерами

I,3, 5, 37, 39, -46, -48, -50, -82, -84 включены последовательно в часть А1, катушечные группы с номерами 7, 9, -16, -18, -20, -52, -54, 61, 63, 65 включены последовательно в часть А2, катушечные группы с номерами -22 -24, 31, 33, 35, 67, 69, -76, -78, -80 включены последовательно в часть A3, катушечные группы с номерами -2,

II,-34, 43, 45, 47, -56, 79, -88, -90 включены последовательно в часть В1, катушечные группы с номерами -4, 13, 15, 17, -26, 49, -58, -60. -62

71 включены последовательно в часть

82,катушечные группы с номерами 19, -28, -30, -32, 41, -64, 73, 75, 77, -86 включешл пос ледовательно в часть

83,катушечные группу с номерами -6, -8, -40, -42, -44, 51, 53, 85, 87, 89 включены последовательно в часть С1, катушечные группы с номерами -10,

-68 включены последовательно в часть С2, катушечные группы с номерами 25, 27, 29, -36, -38, -70, -72, -74, 81, 83 включены последовательно в часть СЗ, где знак минус перед номером катушечной Группы означает, что она включена встречно катушечным группам со знаком плюс, а S - натуральное

Изобретение относится к электрическим машинам и может найти применение в асинхронных электродвигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки. Целью.изобретения является улучшение энергетических показателей путем, уменьшения коэффициента дифференциального рассеяния. Обмотка выполнена из 90 катушечных групп, включенных последовательно в девять частей обмотки А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ, и двух трехполюсных переключателей, причем каждая из девяти частей обмотки содержит 10 последоваг тельно соединенных катушечных групп, состоящих из одинаковых равномерно распределенных катушек. Катушечные группы, имеющие четные номера, включены встречно по отношению к остальным катушечным группам в каждой части обмотки. Переключатели снабжены перемьтками и соединяют части обмотки так, что при трех парах полюсов части А1, А2, A3 включены последовательно и входят в фазу А, части В1, В2 и ВЗ включены последовательно и входят в фазу В, части С1, С2 и СЗ включены последовательно и входят в фазу С. При включении на семь пар полюсов в фазу А входят части А1, С2, ВЗ, включенные последовательно, в фазу В входят последовательно включенные части В1, А2, СЗ, в фазу С входят последовательно включенные части С1, В2, A3. 1 табл.,3 ил. (Л 4 оо

1,3,5,7,,31,33,35,37,1,3,5,7,19,21,23,37,

39,61.63,65,67,69,-16,39,41,55,57,73,75,77,

-18,-20,-22,-24,-46,-48,-10,-12,-14,-28,-30,

-50,-52,-54,-76,-78,-32,-46,-48,-50,-64,

-80,-82,-84-66,-68,-82,-84,-86

11,13,15,17,19,41,43, 45,47,49,71,73,75,77, 79,-26,-28,-30,-2,-4, -56,-58,-60,-32,-34, -86,-88,-90,-62,-64

21,23,25,27,29,51,53, 55,57,59,81,83,85,87,

89,-6,-8,-10,-12,-14, -3 б ,-38,-40,-42,-44,

-66,-68,-70,-72,-74

7,9,11,25,27,29,43,45, 47,61,63,65,79,81,83, -16,-18,-2,-34,-36,-20, -52,-54,-38,-70,-72,-56, -88,-90,-74

13,15,17,31,33,35,49,51, 53,67,69,71,85,87,89,-4,

-6,-8,-22,-24,-26,-40, -42,-44,-58,-60,-62,-76,

-78,-80

(КГ13.5.37. J3,-1S,, -Se,9l,

fur-z.it-Ji.

«J.tf.i7.-Sff, 7,-e8, SO)

fiir-s.-t.,

-«,-HJ/.W, tS,e.8Sj .

8f

I

S8.5g.28

sisui

tS.S6.2i K.S5.ZS 6.S4.24 83.53,23 S2,5Z.Z2 61,51,Z1 90.50,20 73. tf, 15

7S

SO.7Z.S.3S. .2,Z0.38,SS.74

19,71,3.3S.t7 IS,70,.3,1S 97,Sf.t.33.5

eS,S8,50,3Z,14 &S,67,43,31,13

89,66,48.30.12

83,65,47,25,1i JQ28- - 96, б1М иг.г

.-гч.з1.зз.

B3

(кпз.-га,-зо,

-32M-f JS. 75.77. -as)

a

-O I {КГZ5,Z7,Z5,-3S. -3i.-70,-72,. fi -7f.S1.83)

P 3,1-90

W,W.70 f.9f.7 4Z.4l.7Z J3.43.73 7

3,2US,S7,7S t,2.0.5S.7S

6,Zi/.t2.50,73

$) fNN i rjC:3

S} - Lrj Sc; 5t V; ч C S V;

It;