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

(21)4295458/24-07

(22)12.08.87

(46) 15.07.89. Вюл. № 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.

(54)ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНО- ФАЗНАЯ ОБМОТКА

(57)Изобретение относится к электро- .машиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров путем увеличення обмоточного коэффициента для полюсности р и уменьшения дифференциального рассея- ния для полюсности р 2. Обмотка выполнена в 39 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками

с шагами по пазам (1-1) йля rpyrtn второй, шестой, десятой и (k-l) для остальных групп, где i«l-4 и kfl- - номера катушек в

группах, соединена в триопараллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности Р;, 2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности р, от их нулевых точек. Фаза первая 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. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других од1Шако- вых с первой фаз номера групп чрреду- ются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь rpymi. В ветвях первой фазы включ(;ны для ее групп катушки с номерами групп первой, седьмой и - в ветвь первой звезды, и - в ветвь второй звезды, группы четвертой и ,3 - в ветвь третьей звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ,ил. 1 табл.

с

(Л

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента для полюсности P₂ и уменьшения дифференциального рассеяния для полюсности P₁=2. Обмотка выполнена в 39 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=9-2(K-1) для остальных групп, где I=1-4 и K=1-3 - номера катушек в группах, 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. Фаза первая 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. 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. В ветвях первой фазы включены для ее групп катушки с номерами K=1 групп первой, седьмой и I=1 - в ветвь первой звезды, K=3 и I=4 - в ветвь второй звезды, K=1 группы четвертой и I=2, 3 - в ветвь третьей 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, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др. Целью изобретения является улуч- .шение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для полюсности Р2 и снижения дифференциального рассеяния для no-i люсности р.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 - чередования ее фазных зон для полюсности на фиг.З - упрощенная схема соединений ее фазы; на фиг.А н 5 диаграммы сдвига осей катушечных групп для PI 2 (фиг.4) и Pi 6 (фиг.З); на фиг. 6 - многоугольник 1-ЩС для

.

Обмотка (фиг.1) выполнена в 39 пазах с номерами от 1 до 30 из 12 катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими двухслой- g ными катушками с шагами по пазам (1-1)10, 8, 6, 4 для групп 2Г, 6Г, ЮГ и (k-l)9, 7, 5 для остальных групп, где и - номера катушек в четырех- и трехкатушечных группах. Она соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, СЗ

2,7596 WK, ветви Cl -О - (0,9927 + + 0,9605 + 0,8230) WK 2,7762 Wn, т.е. они пряктически одинаковы и их среднее значение равно 2,8380 WK ; ветви С1-сГ- 0,9035(l+2coso() cW 2,7046 cW((. ЭДС фазы равна (2,7046 с + 2,8380)Wi при числе

витков фазы равном (3с +10/3)W и

10

тогда при ,0 получаем 5,54267(19/3) 0,8752; для ЭДС фазы в З раза большей получаем (2,7046-с + 2,8380) -{Т 5,5426, откуда определяем ,5 и К,{,

ми зажимами 01-02 для от нулевых 15 9,59957(32,5/3) 0,8861; при точек первой и второй звезд, дополни- попучяем 0,8630, что соответстдля Р,2, дополнительными однофазнытельным зажимом О от нулевой точки третьей звезды. Фаза первая содержит х руппы 1Г, 4Г, 6Г, ЮГ, а для двух других одинаковых с первой фаз их но- мера чередуются относительно первой фахы с интервалами в четыре и в восемь групп. R ветвях первой фазы включены последовательно для ее групп катушки f. номерами групп первой, седьмой и - в ветвь первой звезды, и - в ветвь второй звезды, группы четвертой и ,3 - , в ветвь третьей звезды, а остальные . катушки - в дополнительную ветвь, ее

начало образует зажим фазы, а конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Оси соседних групп смещены на углы (в эл.град.) 60° ± о( для р,2 (фиг.4;о(15 /д) и 180 ± 3-of для (фиг.5), где q 39/(3.4) 3,25 - число пазов на полюс и фазу. Их вектора образуют трехфазную мет1зичную систему для р 2 и однофазную систему с тремя ветвями для . На фиг. верхний ряд стрелок показывает нагфавления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р,2), а нижний ряд - направления однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (р 6). ЭДС катушек пропорциональны их коэффич. циентам укорочения Kqj sin(f y,,/9,75) и К,,б sin(n.,25), где 39/4 9,75 и 39/12 3,25 - полюсные деления для и (см. таблицу).

ЭДС ветвей фазы (фиг.З) для р, 2 (фиг.4) равны: ветви С1 -01 - (2-0,9927 cosU + 0,9992) WK 2,9782.W«, ветви Cl -02 - 0,7212(1 - -2cos + 0,60071 WR

g

4122

2,7596 WK, ветви Cl -О - (0,9927 + + 0,9605 + 0,8230) WK 2,7762 Wn, т.е. они пряктически одинаковы и их среднее значение равно 2,8380 WK ; ветви С1-сГ- 0,9035(l+2coso() cW 2,7046 cW((. ЭДС фазы равна (2,7046 с + 2,8380)Wi при числе

витков фазы равном (3с +10/3)W и

вует обычной двухслойной обмотке с ,25 при среднем шаге катушек по пазам 7.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности не зависит от коэффициента с и равна (О,9350+0,6631)(l+2cos3o() + + 0,9921 WK 5,6935 WK при числе витков этой цепи равном 7WK и тогда

обмоточный коэффициент ранен Kpj6 5,6935/7 0,8134. Сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с, что обеспечивает для всех пазов одинаковый коэффициент заполнения медью.

По сравнению с обмоткой, для которой K(,j5 0,90 и , 0,706, обмотка по фиг.1 имеет в 0,8134/0,706

1,153 раза лучший обмоточный коэффициент для р,2 6. Кроме того, она имеет расширенные функциональные возможности, так как допускает подключение как трехфазной, так и однофазной (между зажимом О и одним из зажимов С1, С2, СЗ) генераторной нагрузки. Разнополюсные цепи обмотки электромагнитно независимы (практически), т.е. поле с не наводит ЭДС

иа зажимах 01-02, а поле с не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ.

На фиг,2 чередования фазных зон ля р, 2 обозначены как A-Z-B-X-C-Y и их вектора изображены в центре фиг.6; цифрами от 1 до 39 пронумерованы пазы (фиг.2) и пазовые точки многоугольника (фиг.6). Кногоуголь- ник треугольной сетки сторона которой принята за единицу длины, откуда определяем: Rg 2529/39 - квадрат среднего радрг са пазовых точек; R5 (57.0,8752/2- л),6940 - квадрат

14

радиуса окружности для основной гармонической ЩС, где (3 3+10) 3/39 57/39 - значение среднего тока паза; «-Д2 (к /К, -О-100 2,868% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее ЬЩС высших (и низших) гармонических.в При аналогичным образом опреде ляем ,603%. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет в (1,5- 2,0) раза меньше коэффициент б д, вследствие чего при применении такой обмотки в синхронном генераторе сни- коэффициент нелинейных искажений и улучшается форма кривой выходного напряжения (линейного).

Предлагаемая обмотка может применяться в синхронных генераторах с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля (пятого габарита при числе пазов якоря равном 39). Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной маши- ны: основной с полюсностью и дополнительной с полюсностью . которая занимает 25% площади паза якоря. Применение совмещенной обмотк на якоре в синхронных машинах харак- теризуется следующим положительным эффектом: упрощается конструкция машины и технология ее изготовления; уменьшается расход меди и изоляции на якоре; уменьшаются перегревы на якоре и увеличивается надежность работы машины. Предлагаемая обмотка позволяет согласовывать параметры разнополюсных цепей при применении ее на трехфазные напряжения 400 и 230 В при сохранении параметров цепи возбуждения машины одинаковыми для каждого напряжения.

Формула изобретения

Электромашинная трехфазно-однофазная обмотка, напрУи-iep для синхронных машин с системой возбуждения от

2б

третьей гармонической магнитного по- выполненная в 39 пазах с номераля ,

ми от 1 до 39 из двенадиати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по пазам (1-1), остальные катушечные группы выполнены из трех концентрических катушек с шагами по пазам у 9-2(k-1), причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы

1,4, 8, 11, 14, 17, 21, 24, 27, 30, 34, 37 соответственно, катушки соединены в паоаллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой допопнительной

ветви подключен к точке соед1шен11я одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополни ельных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно катугаек нечетных 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 путем увеличения обмоточного коэффициента для полюсности Pji и уменьшения дифференциального рассея11ия для полюсности Р, число трехфазных звезд выполнено равным трем, а в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу второй звезды включены третья и четвертая катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу третьей звезды включены первая катушка катушечной группы 4Г и вторая и третья катушки катушечной группы ЮГ, в первую дополнительную ветвь включены вторые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, где ,

2,3, 4; , 2, 3 - номера катушек.

10 8 6 4

0,9992 0,9605 0,8230 0,6007

Для групп Г4, Г8, Г12 - в третью ветвь.

ПГ 1Г

гг

1 3 S 7 9 11 15 15 17 ig 21 2д 25 27 29 51 55 35 37 39

Фм.г

14941228

Продолжение таблицы

W W, WK

Первая Третья

Вторая

юг 11Г

02

С1

cf

01 о 02 Фиг. 5

/3

)5

Г7

2L Ж Ж

ZF I ТЯГ ж

ж з: Фив. 5

;

Z7

Д5