Трехфазно-однофазная совмещенная якорная обмотка Советский патент 1989 года по МПК H02K3/28 

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

Целью изобретения является расширение области применения обмотки путем выполнения в 57 пазах, а такж§

улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 - упрощенная схема соединений ее фазы 01; на фиг.З и 4 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности Р,2 (фиг.З) и (фиг.4); на фиг.5 и 6 - чере-/

дования фазных зон и многоугольник НДС для полюсноети .

Обмотка (фиг.1) вьшолнена двухслойной в 57 пазах с номерами от 1 до 57 из двенадцати катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с пазами у,; 13-2(i-l) 13,n,9,7 для групп 2Г, 6Г, ЮГ и у. 14-2(k-l) l4, 12, 10,

1-4

10

+ 0,9905 + О, 4,92 ветви Cl -02 - Г(0,7719 + 0, + 2 cosc6) + 0,6973j.W 4,851 т.е. они практически одошак среднее значение равно 4,887 ветви С1-сГ - (0,9694 - 0,8 + 2 созоб) + 0,8372 с W| 6, ЭДС фазы равна (6,4166 с + 4 при числе витков в фазе равн (7 С + 6) W и при ,0 по ЭДС фазы равной 11,3037 W и точный козффициент .3 0,8695, Для ЭДС фазы в -JT

8, 6 для остальных групп, где i и - номера катушек в четырех- и пятикатушечных группах. Она соединена в две параллельные трехфазные

звезды с трехфазными зажимами С1, С2,,5 меньшей получаем (6,4166 с + СЗ для Р|,2 и дополнительными однофазными зажимами 01-02 для от нулевых точек звезд. Фаза первая содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ и их катушки включены последовательно в 20 ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы

4- 4,8871) 11,3037/ -, отк дим ,25 и V.fe 6,4913/7, 0,8376; при ,5 получаем 0,8522.«

ЭДС цепи

01-02 для полю

не зависит от козффицие

равна f(0,9966 + 0,4759 + 0 +2cos3oc) + 0,9158 + 0,4759 + 0,7357j. W 9,2272,W при витков цепи 01-02 равном 12 W обмоточный коэффициент равен 9,2272/12 0,7689.

для PJ 2 и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг.2): катушки с номерами и ,2 - в ветвь первой звезды, с номерами ,5 и - в ветвь второй звезды, ,3 и i«3 - в дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других аналогичным образом выполненных фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четьфе и в восемь групп. На фиг.1 верхний ряд стрелок показывает напргавления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р. 2), а нижний ряд -направления однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (). Оси соседних о катушечных групп смещены на углы (в эл. рад.):60 ± d для р, 2 (фиг.З, ос 15V(V) и IBO t 3 ei для (фиг.4), где 4 57/12 4,75 - число паяов на полюс и фазу. Вектора ЭДС катушечных групп образуют трех- . фазную симметричную систему для р, 2 и однофазную систему с тремя ветвями для . ЭДС катушек пропорциональны

их коэффициентам укорочения « 81п(у„%14,25) и К,е sia( ЛГ-у„/ /4,75), где ,25 и 57/12 4,75 полюсные деления для и (см. таблицу).

ЭДС ветвей фазы (фиг.2) с учетом углов сдвига осей катушечных групп (фиг.З) для полюсности р, 2 равны: ветви СГ-01 - 0,9996(1+2 cosci ) +

+ 0,9905 + О, 4,9228.W, ветви Cl -02 - Г(0,7719 + 0,6142)(1+ + 2 cosc6) + 0,6973j.W 4,, т.е. они практически одошаковы и их среднее значение равно 4,8871 ветви С1-сГ - (0,9694 - 0,8923)(l4. + 2 созоб) + 0,8372 с W| 6,4166 с W. ЭДС фазы равна (6,4166 с + 4,8871) при числе витков в фазе равном (7 С + 6) W и при ,0 получаем ЭДС фазы равной 11,3037 W и обмоточный козффициент .3037/13 0,8695, Для ЭДС фазы в -JT раза

меньшей получаем (6,4166 с +

меньшей получаем (6,4166 с +

4- 4,8871) 11,3037/ -, откуда находим ,25 и V.fe 6,4913/7,75 0,8376; при ,5 получаем 0,8522.«

ЭДС цепи

01-02 для полюсности

меньшей получаем (6,4166 с +

не зависит от козффициента с и

равна f(0,9966 + 0,4759 + 0,9158)(l4 +2cos3oc) + 0,9158 + 0,4759 + + 0,7357j. W 9,2272,W при числе витков цепи 01-02 равном 12 W,, а обмоточный коэффициент равен КОРЙ 9,2272/12 0,7689.

При изменении коэффициента с обратно пропорционально ему следует изменять сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз, что обеспечивает для всех пазов одинаковый коэффициент заполнения медью. При этом параметры цепи 01-02 для остаются неизменными, причем коэффициент с может иметь и другие значения.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет электромагнитно независимые разнополюсные цепи (поле с не наводит ЭДС на зажимах 01-02, а поле с не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ) и может применяться на различные трехфазные напряжения при неизменных параметрах цепи 01- 02 для полюсности . По сравнению с известной обмотксуй, для которой К(,52. 0,90 и K(,pg 0,706, предлагаемая обмотка имеет расширенную область применения, так как выполняется в 57 пазах, а также более высокие значения обмоточных коэффициентов.

На фиг.5 и 6 пронумерованы пазы обмотки 1-57, на фиг.5 фазные зоны обозначены для р 2 как A-Z-B-X-C-Y, а кружочками отмечены пазы, в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемых двойным значением тока; среднее значение

тока паза равно (7«2+12)3/57 78/57. На фиг.6 при построении многоугольника ЩС использована вспомогательная треугольная сетка, сторона кото- с рой изображает вектор тока фазной зоны для слоя паза и ее сторона принята за единицу длины. По много- угольнику МДС для (наружный многоугольник) определяем: квадрат сред- него радиуса пазовых точек Rai 6744/57; квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической ЩC с обмоточным коэффициентом

78.

Формула изоо /етения

Трехфазно-однофазная совмещенная якорная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, катушки соединейы в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец

KO.Z 0 S695, R (----0,8695.-57)

116,51145; коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки, «Г ( 1),5486%. При коэффициенте ,5 многоугольник МДС построен на фиг.6 пунктирными линиями

57 „ ,„ 78Г .15 каждой дополнительной ветви подключен.

к точке соединения одноименных фаз звезды, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относи20

тельно катушек нечетных групп,

по нему определяем: Rq,3435/57;

R,

г J.I

4т

9 0,8522) 59,761581 и

номера групп фаз чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для второй фазы

25 и в восемь групп для третьей фазы, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем выполнения в 57 пазах, а также улучшения параметров путем увеGg 0,8393%.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет значительно меньшие значения коэффициента известная обмотка при 39 пазах.

Предлагаемая обмотка может использоваться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля. Она заменяет собой на якоре две раздельные обмотки машины: основную трехфазную с полюсностью р, 2 и дополнительную однофазную с полюсностью , подключаемую к обмотке возбуждения ротора через блок регулирования возбуждения с вентилями (яв- нополюсный ротор имеет демпферную обмотку на полюсных наконечниках). Применение такой совмещенной обмотки в генераторах позволяет упростить конструкцию машины и ее изготовление уменьшить на якоре расход меди и изоляции; снизить превышения температуры на якоре; улучшить форму кривой выходного напряжения (из-за снижения коэффициента Ggg ); повысить эксплуатационную надежность машины.

Формула изоо /етения

Трехфазно-однофазная совмещенная якорная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, катушки соединейы в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец

каждой дополнительной ветви подключен

20

тельно катушек нечетных групп,

номера групп фаз чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для второй фазы

и в восемь групп для третьей фазы, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем выполнения в 57 пазах, а также улучшения параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ выполнены из четырех концентри- , ческих катушек с шагами по пазам (1-1), остальные катушечные

группы выполнены из пяти концентрических катушек с шагами по пазам (k-l), катушечные группы уложены в 57 пазов с номерами от. 1 до 57, причем начала катушечных

групп от 1Г до 12Г уложены в пачы

1, 6, 10, 15, 20, 25,29,34,39,44,48, 53 соответственно, в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ

и вторая катушка катушечной группы ЮГ, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ и пятые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г,

в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, где i 1, 2, 3, 4, k I, 2, 3, 4, 5.

ar tr

a

Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является расширение области применения путем выполнения обмотки в 57 пазах, а также улучшение параметров путем повышения обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп (КГ) с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности P₁=2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности P₂=6 от нулевых точек звезды. Фаза первая содержит КГ первую, четвертую, седьмую, десятую и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы для полюсности P₁ и конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных КГ включены в ветвях встречно относительно нечетных, а для двух других фаз номера КГ чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. КГ вторая, шестая, десятая содержат по четыре катушки с шагами по пазам Y_NI=13-2(I-1), а остальные КГ - по пять катушек с Y_NK=14-2(K-1), где I=1-4 и K=1-5 - номера катушек в КГ. В ветвях каждой фазы включены для ее КГ катушки с номерами K=1 и I=1, 2- в ветвь первой звезды, K=4, 5 и I=4 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

ж .j

C1

Ж

00 2 в (eog I 00 /fl 40 С У о I 00/1 ее/ I ов Л|д в 09 с ео у .-J-II ., I I-.S/ ° ... ° ° J/ °° J. Г . I/. :. .1. ° ,1. ° iT . f. ° .1Л f. I ° .

Ь 5 1 9 И П 15 П 19 2i 2Ь 25 2J 19 11 53 iJ iJ X 41 45 V5 V7 V5 il 33 3S J/

0(/«.5

Z2

23 /V

V2

Vf

fJO

39

3

37