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

(21)4295457/24-07

(22)12.08.87

(46) 15.07.89. Бюл. № 26 (75) В.И.Попов

(53)621.313.333.2.045.58(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 655027, кл. Н 02 К 3/28, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1124400, кл. Н 02 К 3/28, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1053224, кл. Н 02 К 3/28, 1983.

(54)ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНАЯ ЭЛЕКТРО- МАШИННАЯ ЯКОРНАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА

(57)Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров путем повышения обмоточных коэффициентов, а также снижение дифференциального рассеяния для полюсности

р 2. Обмотка выполнена в 51 пазу из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам у„. для групп второй, шестой, десятой и

для остальных групп, соединена ntc в три параллельные трехфазные звезды

с трехфазными зажимами для полюсности р 2 и Дополнительными однофазными зажимами для полюсности Р 6 от их нулевых точек, содержит в первой фазе 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. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других одинаковых с первой фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп, 1Чиги катушек равны 14-2(1-1) и (k- -1), где и - номера катушек в группах. В ветвях первой фазы включены для ее групп катушки с номерами групп первой, седьмой и - в ветвь первой звезды, и - в ветвь второй звезды, , 2 группы четвертой и - в ветвь третьей звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь, 6 1Ш.,1 табл.

(Л

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров путем повышения обмоточных коэффициентов, а также снижение дифференциального рассеяния для полюсности P₁=2. Обмотка выполнена в 51 пазу из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам Y_NI для групп второй, шестой, десятой и Y_NK для остальных групп, соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности P₁=2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности P₂=6 от их нулевых точек, содержит в первой фазе 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. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других одинаковых с первой фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Шаги катушек равны Y_NI=14-2(I-1) и Y_NK=13-2(K-1), где I=1-5 и K=1-4 - номера катушек в группах. В ветвях первой фазы включены для ее групп катушки с номерами K=1 групп первой, седьмой и I=1 - в ветвь первой звезды, K=4 и I=5 - в ветвь второй звезды, K=1, 2 группы четвертой и I=2 - в ветвь третьей звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических машин переменного тока совмещенного типа с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и фаз и др.

Целью изобретения является улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэф(31ициен- тов для каждой полюсности и снижения дифференциального рассеяния для полюсности р (.

На фиг,1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг,2 - чередования ее фазных зон для полюсности р,2; на фиг,3 - упрощеннля схема

соедшсения ее фазы; на фиг.4 и 5 - диаграммы сдвиГ| осей катушечных групп для Р,2 (фиг.4) н р 6 (фиг.5); на фиг.6 - многоугольник МДС обмотки для р,2.

Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной в 5 пазу с номерами от 1 до 51 из 12 катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими ка- тушюами с шагами по паяам у 14-2(1- -1)14, 12, 10, 8,6 для групп 2Г, .fiT, ЮГ и knK 13-2(k-l) для осталь- ных групп, где и - номера катушек в пяти- и четырехкатушечных группах. Она соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, СЗ для , дополнительными однофазными зажимами 01 -02 для от нулевых точек первой и второй звезд, дополнительным нулевым зажимом О от нулевой точки третьей звезды. Фаза первая содержит групш, 1Г, 4П, 7Г, ЮГ, а для двух других одинаковых с первой фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях первой фазы включены последовательно для ее групп катушки с номерами групп первой, седьмой и - в ветвь первой звезды, и - в ветвь второй звезды, , 2 группы четвертой и - в ветвь третьей звезды, а остальные катушки ( групп первой, седьмой, и ,4) - в допол нительную ветвь, начало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг.З), причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Оси соседних групп смещены на углы (в эл. град.) 60 ±oi для Р, 2 (фиг.4,(/ ,25) и 180°+ Зоб для р 6 (фиг.5) и их вектора образуют трехфазную симметричную систему для р 2 и однофазную систему с тремя ветвями для . На фиг.1 верхний .

ряд стрелок показьшает направления трехфазного тока при питании об1)тки через С1, С2, СЗ (), а нижний ряд - направления однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (). ЭДС катушек пропорциональны их коэффициента укорочения Ку. 81п(7-уп/12,75) и Kyg sin(Tx у„/4,25), где ,75 и 51/12

0

5

0

5

10

5

0

5

0

5

4,25 - полюсные деления для и Р2 6 (см. таблицу).

ЭДС ветвей фазы (фиг.З) для р 2 (фиг.5) равны: ветви Cl -01 - (0,99952 cosuL+ 0,9882)-Кк 2,9834 W ветви сГ -02 - о,7594х 41+2 cosoi.) + 0,6737 W 2,9490 W, ветви сГ-0 - (0,9995 + 0,9768 + + 0,9957) W 2,9720 W, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,9681 ветви Cl-Cl - (0,9768 + 0,8952).coso,: + + 0,8952 + 0,9432 + 0,8336 с W 6,4089 С Иц ЭДС фазы равна (6,4089. с + 2,9681) Wj, при числе витков фазы равном (7с + 10/3) W и тогда при с 1,0 получаем 9,3770/(31/3) 0,9075; для ЭДС фазы в л|Т раза меньшей получаем (6,4089-с + 2,9681)9,3770/л Т, откуда находим ,38 и К 5,4035/ /(17,98/3)0,9016; при находит .9008.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности не зависит от коэффициента с и равна (0,9957+0,5264)2cos3o + + 0,5264 + 0,8952 + 0,7980 W« 5,2120 W при числе витков этой цепи равном 7 Wy, и тогда обмоточный коэффициент равен К 5,2120/7 0,7446. °

Сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с, вследствие чего сохраняется одина- ковым для всех пазов коэффициент заполнения медью. Путем изменения коэффициента с возможно согласование параметров разнополюсных цепей обмотки при применении ее на напряжения 400 и 230 В. По сравнению с известной обмоткой, для которой Kg 0,846 и ,589, предлагаемая обмотка имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов (в 0,9075/0,,073 раза для р и в 0,7446/0,,264 раза для р,6), а также расширенные функциональные возможности, так как допускает подключение как трехфазной, так и однофазной (на фазное напряжение между зажимом О и одним из зажимов С1, С2, СЗ) генераторной нагрузки.

На фиг.2 фазные зоны обмотки для Р 2 обозначены как A-Z-B-X-С-У и их вектора показаны на фиг.6 в центре; цифрами от 1 до 51 пронумерованы

514

пазы (фиг,2) и пазовые точки многоугольника МДС (фиг.6). Для построения многоугольника МДС (фиг.67 использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой принята за две единицы дл1шы. Из фиг.6 при с 1,0 получаем: Кд2 9375/51 - квадрат среднего радиуса пазовых точек; R (93-0,9075/2)2 180,4062 -

квадрат радиуса окр гжности для основной гармонической МДС, где (7- 3 + + 10)3/51 93/51 - среднее значение тока паза; б д1 ( -1) 100 1,894% - коэффициент дифференциаль- ного рассеяния, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее ЩС высших и низших гармонических. При получаемОд2 0,898%, что соответствует обычной двухслойной обмотке с q 51/(34) 4,25 при среднем шаге по пазам катушек . Таким образом, по сравнению с известной предлагаемая обмотка имеет значительно меньшее (в 3-5 раза) дифференциальное рассеяние, вследствие чего при применении ее в синхронном генераторе уменьшается коэффициент нелинейных искажений и улучшается форма кривой выходного

напряжения.

Формула изобретения

Трехфазно-однофазная электромашин- ная совмещенная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 51-м пазу с номерами от 1 до 57

из двенадцати катушечных групп с номерами от 1 Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, соединенных в паоаллельные трехфазные звезды и

16

три дополнительные ветви, 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 нечетных групп, а номера групп фаз 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 путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюс- ности и уменьшения )еренциального рассеяния для полюсности р , число трехфазных звезд выполнено равным трем, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ выполнены из пяти концентрических катушек с шагами по пазам у 14-2(1-1), остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по пазам (k-l), начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1, 5, 10, 14, 18, 22, 27, 31, 35, 39, 44, 48 соответственно, в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ и пятая катушка катушечной группы ЮГ, в первую фазу третьей звезды включены первая и вторая катушки катушечной группы 4Г и вторая катушка катушечной группы ЮГ, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, где i 1, 2, 3, 4, 5; , 2, 3, 4 - номера катушек.

f 4

Для групп 4Г, 8Г, 12Г в третью ветвь.

Для групп 4Г, 8Г, 12Г - Wy. витков (в третью ветвь).

2ff

Ж Ж

1 5 5 1 9 11 П 15 11 19 21 23 25 П 19 51 33 3S 37 39 41 V3 V5 V7 V9 51

Фи.1

Продол е ие таблицы

ЕГ Ж Ж Ж X 2Г

О

Р, 2 Р,5

01 О 02 Ф(Л9.1

V7

48

49

50

ТПГ

.5

Редактор О.Спесивых

Составитель А.Кецарис

Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король

Заказ 4123/51

Тираж 646

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

14 15

Подписное