Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 2 и 3 пары полюсов Советский патент 1989 года по МПК H02K17/14 

1

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электромашиностроении для создания двухскоростных асинхронных двигателей с 2 и 3 парами полюсов, предназначенных для привода станков насосов, вентиляторов, колесных пар электроподвижного состава, устройств автоматики.

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

На фиг. 1 изображена принципиальная электрргческая схема обмотки; на фиг. 2 и 3 - векторные диаграммы катушечных ЭДС обмотки (S 1, Z 36)J на фиг. 4 - схема-развертка предлагаемой обмотки при S 1, Z 36, Y 6.

Через А,, А, Aj, В.

В1). В

,- - ., .- 7 : С,, С и Cj (фиг.1) обозначены 9 частей обмотки, через П, и П,, обозначены первый и второй трехпопюс- ные переключатели соответственно. В скобках указаны номера катушечных групп (КГ), входящих в состав соответствующих частей обмотки. Знак минус перед номером катушечной группы означает, что данная катушечная группа включена встречно катушечным группам с положительным знаком. При включении на две пары полюсов переключатели находятся в верхнем (по схеме) положении, при включении на три пары полюсов - в нижнем (по схеме) положении.

и;ифрами 1-36 (фиг.2) обозначены номера катушек, к которым относятся соответственно векторы ЭДС. Одним,

СП

ч

о

CD

СО

вумя и тремя штрихами с поперечным штрихом обозначены векторы ЭДС катушек, включенных встречно в фаз А, В и С соотбетственно. На

фиг. 2 видно, что предлагаемая обмотка при р г 2 является симметричной, шестизонной с целым числом ;Катушек на фазную зону и не создает низших и четных пространственных гармоник д НДС. При р 3 обмотка также симметрична, имеет целое число катушек на фазную зону и при диаметральном шаге не создает низших и четных пространственных гармоник МДС. Цифрами 5 1-36 (фиг.З) обозначены номерд катушек, а буквами Н и К обозначены начала и концы соответствующих частей обмотки.

Начала частей А, В, и С, соедине-2о ны соответственно с внешними выводами обмотки А, В и С, а их концы - с первым, вт орым и третьим верхними выводами первого трехполюсного переключателя П, соответственно, начала 25 частей А, В и С, соединены с первым, вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя П соответственно, а их концы - с первым, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя П соответственно. Начала

30

частей л,

AI, В и С соединены с первыми, вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя Hj соответственно, а их концы соединены между собой. Кроме того, первый и второй трехполюсные переключатели П, и П снабжены перемычками, соединягацими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним их выводами, каждая из частей А , А, А, В, В Bj, С. , С,, и Cj состоит из последовательно включенных катушечных групп с номерами: 1,3, -10 и -32 в части AI, -5, -12, -14 и 19 в части 21, 23, -28 и -30 в части А. -2, 7, 19 и -36 в части В,, -9, 11, -16 и -18 в части В,,, -20, 25, 27 и -34 в части В.,, -4, -6, 33 и 35 в части С-,, -8, 13, 15 и -22 в части С, 17, -24, -26 и 31 в части Сз. Причем знак минус перед номером катушечной группы означает, что она включена встречно по отношению к катушечным группам, входяш;им в ту же часть обмотки, но имеющим номер с

35

40

положительным знаком, а в каждую катушечную групйу входит S последовательно-согласно включенных рядом лежащих катушек (,2,3,...).

Обмотка работает следующим образом.

При установке переключателей П, и П, в верхнее (по схеме на фиг.1) положение обмотка соединяется в зве ду, а катушечные группы распределяются по фазам так, как указано во втором столбце табл. 1 (р 2). При подключении обмотки к трехфазной сети она создает основное вращающееся магнитное поле с двумя парами полюсов При установке переключателей П, и П в йижнее (по схеме на фиг. 1) положение обмотка также соединяется в звезду, а катушечные группы распределяются по фазам так, как указано в третьем столбце табл. 1 (р 3). При этом обмотка создает основное вращающеес магнитное поле с тремя парами полюсов. Тем самым обеспечивается двухступенчатое регулирование скорости двигателя в отношении 2:3.

о 5

0

35

40

Сравнение полюсопереключаеьвлх обмоток производится по энергетическим показателям асинхронного двигателя со сравниваемыми обмотками при работе в приводах постоянного момента и постоянной мощности, по сложности изготовления обмотки, ПО:СЛОЖ- ности схемы управления, по фильтрующим свойствам.

Результаты сравнения приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что предлагаемая обмотка имеет равное с известной при р 3 и на 76% меньшее при р 2, чем у известной, значение коэффициента дифференциального рас- сеяния К. Из фиг. 2 видно, что обмотка при обоих числах пар полюсов обладает симметрией по фазам и имеет по 6 фазных зон,, причем при р 2 векторы низовых ЭДС разных фазнь зон, принадлежащих одной фазе, по парно сдвинуты на 180, т.е. при р 2 каждая фаза имеет две симметрично расположенные фазные зоны Обмотки с таким распределением векторов в звезде пазовых ЭДС не содержат в кривой ВДС четных и низших пространственных гармоник. При р 3 фазные зоны, принадлежащие одной

50

55

фазе, расположены несимметрично. Устранения четных гармоник можно достичь путем выбора шага обмотки равным полюсному делению при этом числе пар полюсов.

Таким образом, обеспечивается отсутствие четных гармоник в кривой ЩС обмотки и безусловно меньшее значение К, у предлагаемой обмотки по сравнению с известной. Отсутствие четньк пространственных гармони в кривой ЩС предлагаемой обмотки уменьшает потери в роторе двигателя от токов, наводимых зтими гармониками поля в короткозамкнутой обмотке ротора, улучшая тем самым энергетические показатели двигателя. Кроме того, вследствие уменьшения числа гармоник ЩС уменьшаются искажения и провалы в кривой.результирующего момента, что улучшает пусковые свойства двигателя. Таким образом, изобретение поз воляет уменьшить коэффи- ,циент дифференциального рассеяния обмотки, исключить из кривой ЩС четные гармоники и улучшить, таким образом, энергетические показатели обмотки по сравнению с известной обмоткой.

Формула изобретения

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 2 и 3 пары полюсов, двуслойная, с целым числом катушек на фазную зону, соединенная в звезду при обоих числах пар полюсов из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в катушечные группы, содержащие по S последовательно включенных катушек (где S - натуральное число), и соединенней в девять частей А,, А,, А, В, В,, Bj, С, С, C.J, и двух трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет три группы вьшодов по три вьгаода в каждой группе - верхний, средний и нижний и образуют в каждой группе одну цепь между верхним и средним или между средним и нижним выводами, причем начала частей А, В, С соединены с внешними выводами обмоток

1457093

А, цы

в и с соответственно, а их кон- - с первым, вторым и третьим верх--ними выводами первого трехполюсного переключателя соответственно, начала частей А

1

В и

С, соединены

10

15

20

25

30

35

0

5

0

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 А, В и С соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя соответственно, а их концы соединены между собой, кроме того, трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним выводами каждого трехполюсного переключателя, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем уменьшения коэффициента дифференциального рассеяния, число катушечных групп равно 36 с номерами от 1 до 36, катушечные, группы с номерами 1, 3, -10- и -32 включены последовательно в часть А, катушечные группы 5, -12, -14 и 19 включены последовательно в часть AJ, катушечные группы с номерами 2t, 23, -28 и -30 включены последовательно в часть А, катушечные группы с номерами -2, 7, 29 и -36 включены последовательно в часть В , катушечные группы с номерами 9, 11, -16 и -18 включены последовательно а часть В, катушечные группы с номерами -20, 25, 27 и -34 включены последовательно в часть В,, катушечные группы с номерами -4, -6, 33 и 35 включены последовательно в часть С,, катушечные группы с номерами -8, 13, 15 и -22 включены последовательно в часть С, катушечные груп-. пы с номерами .17, -24, -26 и 31 включены последовательно в часть Cj, где знак минус перед номером катушечной группы означает, что она включена встречно катушечным группам со знаком плюс.

Таблица 1

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей обмотки путем уменьшения коэффициента дифференциального рассеяния. Трехфазная обмотка выполнена на 2 и 3 пары полюсов, двухслойная, с целым числом на фазную зону, соединена в звезду. Катушки равномерно распределены и объединены в катушечные группы (КГ). Катушки соединены в девять частей. Число КГ равно тридцати шести. В первую часть включены КГ 1,3-10,-32, КГ с номерами 5, -12,-14, 19 включены во вторую часть, КГ с номерами 21, 23, -28, -30 включены в третью часть, дано включение катушек во все части обмотки, знак (-) перед номером катушечной группы означает ее встречное включение. 4 ил.. 2 табл. с

1, 3, 5, 19, 21, 23, -10, -12, -14, -28, -30, -32

7, 9, 11, 25, 27, 29, -2, -16, -18, -20, -34, -36

13, 15, 17, 31, 33, 35, -4, -6, -8,

-22, -24, -26

К

К(,5

аль

36

YY

120120

33

2 переключателя

/

9 6 6 .6 0,866 1

0,0774 0,0118

1, 3, 13, 15, 25, 27, -8, -10, -20, -22, -32, -34

5, 7, 17, 19, 29, 31, -2, -12, -14, -24, -26, -36

9, 11, 21, 23, 33, 35, -4, -6, -16, -18, -28, -30

36

Y

90

6

Y

100 6

, 2 переключателя 96

0,018

0,0118

(кп.з -ro.-jz)

(Кг 7.29, 2. -J6J

(КГ 33. 35. -.-6)

/fj

Г2123. -28. -30)

83 Г

{КГ25.27. 20. - Jfy

СЗ

ff(ri7.31. УК.

ae.J

/ / J f 5 5 7 J W // // /J « 15 JS 17 f8 19 го If 2223г 251627 2829 JO 3 J JJJtJJJJ

|Шв 0 о

M3KdtH/l1M{ M2

fue.f

ИСЗКВ2М2 HA3KC2

ЮП

Ida KM KC3 Kcf