Электромашинная трехфазно-однофазная совмещенная обмотка якоря Советский патент 1989 года по МПК H02K3/28 

(21)4281369/24-07

(22)13.07.87

(46) 15.07.89. Бюл. 26 (75) В.И.Попов

(53)621.313.333.2.045.58(088.8) (36) Авторское свидетельство СССР № 243033, кл. Н 02 К 3/00, 1973.

Попов В.И.Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. - Электричество, 1984, № 11, с. 36-43.

Авторское свидетельство СССР № 1062827, кл. Н 02 К 3/28, 1983.

(54)ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНО- ФАЗНАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА ЯКОРЯ

(57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения коэффициента дифференциального рассеяния для полюсности р,2. Обмотка выполнена в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам у„. 10-2(1-1) для групп второй, шестой, десятой и Ур -2(k-l) для остальных групп, где i 1-3 и - номера катушек в группах, соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности Р,2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности от их нулевых точек. Первая фаза содержит группы первую, четвертую,, седьмую, десятую, и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях каждой фазы включены для ее групп катушки с номерами - ветвь первой звезды, и - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ил., I табл.

с

(Л

4

СО

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения коэффициента дифференциального рассеяния для полюсности P₁=2. Обмотка выполнена в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам Y_NI=10-2(I-1) для групп второй, шестой, десятой и Y_NK=11-2(K-1) для остальных групп, где I=1-3 и K=1-4 - номера катушек в группах, соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности P₁=2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности P₂=6 от их нулевых точек. Первая фаза содержит группы первую, четвертую, седьмую, десятую, и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях каждой фазы включены для ее групп катушки с номерами K=2 - ветвь первой звезды, K=4 и K=3 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической поля.

Целью изобретения является улучшение электромагнитных параметров обмотки путем повышения обмоточных коэффи-циентов и снижения коэффициента дифференциального рассеяния для полюсности р, 2.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 - схема чередования фазных зон для полюсности р,2; на фиг.З - схема соединений фазы; на фиг.4 и 5 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для плотности р,2 и на фиг.6 - многоугольник

СО

14

НДС для полюсности Р)2 при с 1,0 (наружный) и ,5 (внутренний).

Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной в 45 паяах с номерами от 1 до 45 из 12 катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г с концентрическими катушками с шагами по пазам Ур,; 10-2(1-1 ) 10, 8, 6 для групп 25, 65, 105.и l-2(k-l) l 1, 9, 7, 5 для осталь- ных групп, ГДР - номера катушек в трех- и четырехкатушечных группах. Обмотка соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, СЗ для р.2 и дополнительными однофазными зажимами 01-02 для от их нулевых точек. Первая фаза содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, а для двух других фаз их номера чередуются относитель- но первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях каждой фазы включены последовательно для ее групп катушки с номерами - в ветвь первой звезды, и - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Оси соседних групп смещены на углы, эл. град.: 60 ± об для р, 2 (фиг.4; о/ 15 /3,75 4 ) и 180 ± р 6 (фиг.5), где 45/12 3,75 - число пазов на полюс и фазу. Их векторы образуют трехфазную симметричную систему для р 2 и однофазную систему с тремя ветвями для р.6. На фиг.1 верхний ряд лок,показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р, i.i, а нижний ряд - направления однофазного гака при питании обмотки через 01-02 (). ЭДС ка- тушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К,.; sin(7 Уп/1 |25) и Ku6 sin(7. Уп/3,75), где 45/4 11,25 и 45/12 3,75 - полюсные деления для р,2 и .

ЭДС ветвей фазы для р 2 равны: ветви С1-01 0,9511 (l+2cosci) W - 2,8427 WK, ветви Cl-02 ГО,6428С1+ +2со8оО + 0,743l W 2,6684 W, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,7586 ветви С1-С1 (0,9994 + 0,8290)(1

5 0 ь 0 5

0

5

+2cosuC+ 0,9848 + 0,8988)с V 7,3599 с W,. ЭДС фазы равна (7,3599 с + ,7586) W при числе витков фазы (8c-t-3,3,5) W,, тогда при ,0 получаем К 10, 1 185/1 1 ,5 0,8799; для ЭДС фазы, меньшей в 4з раза, получаем (7,3599с + + 2,7586) 10, 1 185/-|з , откуда находим ,42 и КоБ2 5,8498/6,26 0,8527; при С 0,5 получаем 0,8585.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности р 6 не зависит от козффициента С и равна (0,5878 + 0,8660) 1-t-2cos3i f,) + + 0,5878 W 4,8857W при числе витков этой цепи, равном 7W, тогда обмоточный коэффициент равен

4,8857/7 0,6980. При изменении коэфофициента С сечение провода катушек

дополнительных ветвей фаз изменяют обратно пропорционально коэффициенту С, вследствие чего сохраняется одинаковым для всех пазов коэффициент заполнения медью. По сравнению с известной обмоткой, для которой Ко5 0,840 и Кдр,0,665, предлагаемая обмотка имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов: в 0,8799/0,,048 раза выше для р,2 и в 0,6980/0,,05 раза выше для р.6, что улучшает электромагнитные параметры разнополюсных цепей обмотки.

На фиг,2 фазные зоны обмотки для обозначены как A-Z-B-X-C-Y, их векторы показаны в центре фиг.6; фиг.2 и 6 имеют нумерацию от 1 до 45 пазов и пазовых точек, а на фиг.2 кружочками отмечены пазы, в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемых вдвое большим током, чем катушки ветвей звезд . При ,0 среднее значение тока паза равно 8.2+7/3/45 69/45. На фиг.6 для построений использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой принята за единицу

л

длины, откуда определяем; R« 4245/45 квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника ЩС при ,0;

IJ f.QП

R (--- 0,8799) 93,369512 - квадрат радиуса окружностей для основной гармонической НДС; (j. (Каг -1)-100 1,0323% - коэффициент дифференциального рассеяния. Аналогичным образом при ,5 по внутреннему

гоугольнику МДС фиг .б определяем б i, 1,222%. Таким образом, по сравнению с обмоткой по прототипу, для которой

, предлагаемая обмотка имеет значительно меньшее дифференциальное рассеяние, вследствие чего напряжение генератора с такой обмоткой имеет меньший коэффициент нелинейных жений и лучшую форму кривой.

Предлагаемая обмотка может применяться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической поля. Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины, что упрощает конструкцию и изготовление машины, снижает расход меди и изоляции на якоре, повышает надежность работы машины.

Формула изобретения

Электромашинная трехфазно-одно- фазная совмещенная обмотка якоря, например синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 45 пазах из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, iDr выполнены из трех концентрических катушек с шагами по пазам у 10-2(1-1), остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по пазам

Q

5

0

5

0

5

у Il-2(k-l), катушечные группы уложены в 45 пазов с номерами от 1 до 45, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1, 5, 8, 12, 16, 20, 23, 27, 31, 35, 38, 42 соответственно, катушки соединены н две параллельные трехфазные знезды и три дополнительные ветни, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно катушек нечетнь1х групп, а номера групп фяз чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй и в восемь групп для фазы третьей, отличающаяся тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров для каждой полюсности путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния для полюсности р , в первую фазу первой звезды включены вторые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г и третья катушка катушечной группы ЮГ, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1 Г, 4Г, 7Г, ЮГ, где , 2, 3; , 2, 3, 4.

Ш ir 2Г ЗГ Г 5Г 8Г 7Г дГ 9Г ЮГ ИГ

13 17 21 25 Z9 33 J7

Фиг. г

Фиг.1

СЗ

«/ «5

Рй/тг J 7

I

ж

ФигА

if ff Ш I.

fi

Фиг. 5

Редактор И.Рыбчо.нко

Составитель А.Кецарис

Техред Л.ОлййныкКорректор С.Шекмар

Заказ 4123/51

Тираж 646

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

J/

21

Фиг. 6

Подписное