Трехфазная обмотка для электрической машины совмещенного типа Советский патент 1989 года по МПК H02K3/28 

1

(21)4306416/24-07

(22)18.09.87

(46) 15.07.89. Бюл. fp 26 (75) В.И.Попов, С.В.Попов и Ю.Н.Петров

(53) 621.313.333.2.045.58(088.8) (56) Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин. Учеб. по- собие для вузов. М.: Энергия, 1980.

Попов В.И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. М.: Энергия, 1980.

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

с. 36-43.

Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. /Пер. с англ. М.-Л.: ГЭИ, 1959, с. 224.

(54) ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ СОВМЕЩЕННОГО ТИПА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкдаи и изготовления, а также уменьшение потерь в меди. Обмотка для электрической машины совмещенного типа с числами пар полюсов

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магните- проводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

полей Р,/Р 1/7 выполнена с по.пюс- ностью Р 7 в пазах из ЗР, 21 катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками, содержит группы 1+ЗК в первой фазе, 2+ЗК во второй фазе, 3+ЗК в третьей фазе, включенные в каждой фазе последовательно-согласно, где , 1, 2,..., (Р ). Каждая катушечная группа содержит две катушки с шагами по пазам: и 2 для групп первой, четвертой, седьмой , десятой в первой фазе и для смещенных относительно каждой из них на семь и четырнадцать групп во второй и третьей фазах; у 5 я 3 для остальных групп. Угол сдвига между осями групп тоетьей и четвертой, пятой и шестой, седьмой и восьмой, десятой и одиннадцатой, двенадцатой и тринадцатой, четырнадцатой и пятнадцатой, семнадцатой и восемнадцатой, девятнадцатой и двадцатой, двадцать первой и первой равен 2oi а между осями остальных групп 2,5ei, где й ,5°. Пазы с номерами 5, 6, 13, 14, 21, 22, 29, 30, 37, 38, 45, 46 заполнены обмоткой наполовину. 6 ил.

(Л

Целью изобретения является упрощение конструкции и изготовления об-: мотки, а также уменьшение потерь в меди.

На фиг.1 изображена схема обмотки; на фиг.2 - чередования ее фазных зон; на фиг.З - диаграмма сдвига осей катуределяем:лЁ, 0,5165(1+2 cos 52,5°)- - 2-0,3893 (cos 26,25 + cos 78,75°) 0,295 0, т.е. обмотка имеет вэаимоиидуктивную связь с полем по- люсности Р, 1 совмещенного магнито- провода.

Для построения многоугольника МДС (фиг.5 и 6) использована вспомогательная треугольная сетка и ее сторона принята за 0,5 единиц, а вектора ЭДС фазных зон (зоны A-Z-B-X-C-Y на фиг,2, соответствующие направлениям токов обмотки фиг.1 при питании трехшечных групп обмотки для полюсности Р 7; на фиг.- - диаграмма ЭДС, наводимых в группах фазы (С1) обмотки полем с полюсностью Р 1; на фиг.5 и 6 - многоугольники МДС для обмотки фиг.1 (фиг.5) и для двухслойной известной обмотки (фиг.6).

Обмотка (фиг.1) выполнена с полюсностью Р 7 в пазах с номерами )о от 1 до 48 из ЗР 2 катушечной группы (с номерами от 1Г до 21 Г) с двумя концентрическими катушками в каждой с шагами по пазам: и 2 для эгрупп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, 8Г, 11Г, 14Г, 15 фазнь1м током через зажимы С1 , С2, 17Г, 15Г, 18Г, 21Г, ЗГ; и 3 для СЗ) изображены в центре фиг.5 и 6. остальных групп. Фазы-содержат группы с номерами 1+ЗК в первой фазе, 2+ЗК во второй фазе, 3+ЗК в третьей фазе, включенные в фазах последовательно- согласно, где , 1, 2,..., (р -1 6). Начала фаз обозначены как С1, С2, СЗ и на фиг.1 фазы соединены в звезду. Угол сдвига между осями групп равен: 2 Л между ЗГ и 4Г, 5Г и 6Г, 7Г 25 точек многоугольника (i 1-48 - соот и 8Г, ЮГ и ПГ, 12Г и 13Г, 14Г и ветствуют нумера1 ии пазов на фиг.2); 15Г, 17Г и 18Г, 19Г и 2СГ, 21Г и 1Г; об 2,5oi- между осями остальных гоупп, где об 360° ,5 ,фиг.1). Все катушки выполнены двухслойными, но пазы с номерами 5, 6, 13, 14, 21, 22, 29, 30, 37, 38, 45, 46 содержат одну катушечную сторону, т.е. заполнены наполовину (на фиг.2 эти пазы заштрихованы).

По многоугольнику Щ1С определяется коэффициент дифференциального рассеяния , характеризующий качество об- 20 мотки но уровню содержания в кривой ее ЩС высших и низших гармонических:

по фиг.5 - к -- Z- К 3,125 о Z

квадрат среднего р щиуса пазовых

R (42 0,8664/71) 2,73804 - квадрат радиуса окр гжности для основной гармонической МДС (в обмотке 30 фиг.1 использовано 42 паза из 48); О д (Rg/R)- iJ lOO (3,125/ /2,73804 - D-lOO 14,13%.

Для двухслойной обмотки по прототипу при , , У 3, Kgg., 0,9372 (с группировкой катушечных

35

35

групп по ряду 2111111) по фиг.6 ;определяем: f j- 4,75; R (48 х 0,9372/7) 4,184573 и (Гд -13,51%; ЭДС Д Е, для такой обмотки, вычислен- 0 ная подобно обмотке фиг.1, равна U Е, 0,441.

Таким образом, предлагаемая обмотка значительно проще конструктивно и в изготовлении, чем двухслойная групп с У 5 и 3; для полюсности обмотка по прототипу, имеет меньшее с полюсным делением - 81п(1Гх значение ЭДС ДЕ, (в 0,441/0,295 X 4/48) + sin()

ЭДС катушечных групп пропорциональны коэффициентам укорочения их катушек и равны: для полюсности P.J 7 с полюсным делением 24/7 - з1п(1Г 4 к 7/48) + sin(1 27/48) 0,9659 + + 0,7934 1,7593 - для групп с и 2; sin((t-.5-7/48) + 3 7/48) 0,7518 +.0,9808 1,7326 - для

0,2588 +

+ 0,1305 0,3893 - для групп с и 2; sin( n--5/48) + sinC -3/48) 0,3214 + 0,1951 0,5165 - для групп с и 3. По диаграмме сдвига осей катушечных групп для (фиг.З) определяем ЭДС фазы и обмоточный коэффициент: ,7326(1+ + 2 cos7,5) + 2.1,7593(cos 3,75 + + cos 11,25) 12,131 и Kgg7 12,131/14 0,8664. По диаграмме фиг.А для ЭДС взаимоиндукции фазы (С1) от поля с полюсностью оп50

55

1,5 раза), вследствие чего уменьшаются потери в меди обмотки при ее использовании в совмещенной электрической машине с числами пар полюсов полей Р, /Р2 1/7.

Предлагаемая обмотка использована в асинхронных одномашинных преобразователях частоты, для которых число пазов статора равно 48. Такой преобразователь содержит на статоре две трехфазные обмотки - двигательную с полюсностью Р( 1 и генераторную с полюсностью Рг 7, а на роторе с

ределяем:лЁ, 0,5165(1+2 cos 52,5°)- - 2-0,3893 (cos 26,25 + cos 78,75°) 0,295 0, т.е. обмотка имеет вэаимоиидуктивную связь с полем по- люсности Р, 1 совмещенного магнито- провода.

Для построения многоугольника МДС (фиг.5 и 6) использована вспомогательная треугольная сетка и ее сторона принята за 0,5 единиц, а вектора ЭДС фазных зон (зоны A-Z-B-X-C-Y на фиг,2, соответствующие направлениям токов обмотки фиг.1 при питании трехфазнь1м током через зажимы С1 , С2, СЗ) изображены в центре фиг.5 и 6. точек многоугольника (i 1-48 - соот ветствуют нумера1 ии пазов на фиг.2);

фазнь1м током через зажимы С1 , С2, СЗ) изображены в центре фиг.5 и 6. точек многоугольника (i 1-48 - соот ветствуют нумера1 ии пазов на фиг.2);

По многоугольнику Щ1С определяется коэффициент дифференциального рассеяния , характеризующий качество об- мотки но уровню содержания в кривой ее ЩС высших и низших гармонических:

по фиг.5 - к -- Z- К 3,125 о Z

квадрат среднего р щиуса пазовых

фазнь1м током через зажимы С1 , С2, СЗ) изображены в центре фиг.5 и 6. точек многоугольника (i 1-48 - соот ветствуют нумера1 ии пазов на фиг.2);

R (42 0,8664/71) 2,73804 - квадрат радиуса окр гжности для основной гармонической МДС (в обмотке фиг.1 использовано 42 паза из 48); О д (Rg/R)- iJ lOO (3,125/ /2,73804 - D-lOO 14,13%.

Для двухслойной обмотки по прототипу при , , У 3, Kgg., 0,9372 (с группировкой катушечных

групп по ряду 2111111) по фиг.6 ;определяем: f j- 4,75; R (48 х 0,9372/7) 4,184573 и (Гд -13,51%; ЭДС Д Е, для такой обмотки, вычислен- ная подобно обмотке фиг.1, равна U Е, 0,441.

Таким образом, предлагаемая обмотка значительно проще конструктивно и в изготовлении, чем двухслойная обмотка по прототипу, имеет меньшее значение ЭДС ДЕ, (в 0,441/0,295

0

5

1,5 раза), вследствие чего уменьшаются потери в меди обмотки при ее использовании в совмещенной электрической машине с числами пар полюсов полей Р, /Р2 1/7.

Предлагаемая обмотка использована в асинхронных одномашинных преобразователях частоты, для которых число пазов статора равно 48. Такой преобразователь содержит на статоре две трехфазные обмотки - двигательную с полюсностью Р( 1 и генераторную с полюсностью Рг 7, а на роторе с

контактными кольцами - одну обмотку совмещенного типа. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить иа мотку статора и уменьшить взаимоиндуктивную связь ее с полем полюсностью Р| 1 совмещенного магнитопровода, вследствие чего снижаются потери в меди обмотки и повышаются энергетическ показатели машины. Такая обмотка

может использоваться и в других типах совмещенных электрических маш1Ш.

Формула изобретения

Трехфазная обмотка для злектричес- кой машины совмещенного типа с числами пар полюсов полей , выполненная с попюсностью в сорока восьми пазах с номерами от 1 до 48 из двадцати одной катушечной группы с номерами от 1Г до 21 Г, содержащая катушечные группы с номерами 1+ЗК в первой фазе, 2+ЗК во второй фазе,

3+ЗК в третьей фазе, соединенные в каждой фазе последовательно-согласно с выводами фаз из начал групп 1Г, 2Г ЗГ и концов групп 19Г, 20Г, 21 Г, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также уменьшения потерь в меди, каждая катушечная группа содержит две концентрические катушки с щагами по пазам и 3 для групп 2Г, 5Г, 6Г, 9Г, 12Г, 13Г, 16Г, 19Г, 20Г и и 2 для остальных групп, начальные стороны групп 1Г, 2Г, ЗГ, 4Г, 5Г, 6Г, 7Г уложены соответственн в пазы с номера -5И 1 и 2, 3 и 4, 6 и 7, 8 и 9, 10 и И, 12 и 13, 15 и 16, указанная укладка повторяется для групп 8Г, 9Г, ЮГ, 1 1Г, 12Г, 13Г, 14Г со смещением пазов на 16 номеров а для групп 5Г, 16Г, 17Г, 18Г, 19Г, 20Г, 21 Р - со смещением на 32 номера, где К О, 1, 2,...,().

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления, а также уменьшение потерь в меди. Обмотка для электрической машины совмещенного типа с числами пар полюсов полей P₁/P₂=1/7 выполнена с полюсностью P₂=7 в Z=48 пазах из 3P₂=21 катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками, содержит группы 1+3K в первой фазе, 2+3K во второй фазе, 3+3K в третьей фазе, включенные в каждой фазе последовательно-согласно, где K=0, 1, 2,...,(P₂-1=6). Каждая катушечная группа содержит две катушки с шагами по пазам : Y_N=4 и 2 для групп первой, четвертой, седьмой, десятой в первой фазе и для смещенных относительно каждой из них на семь и четырнадцать групп во второй и третьей фазах

Y_N=5 и 3 для остальных групп. Угол сдвига между осями групп третьей и четвертой, пятой и шестой, седьмой и восьмой, десятой и одиннадцатой, двенадцатой и тринадцатой, четырнадцатой и пятнадцатой, семнадцатой и восемнадцатой, девятнадцатой и двадцатой, двадцать первой и первой равен 2α, а между осями остальных групп 2,5α, где α=360°/Z=7,5°. Пазы с номерами 5, 6, 13, 14, 21, 22, 29, 30, 37, 38, 45, 46 заполнены обмоткой наполовину. 6 ил.

21Г „ 1Г 2Г ЗГ 4/ 5Г бГ 7Г 6Т ЗГ ЮГ Ш 12Г 13Г 14Г 15Г Ш 1ГГ Г8Г 19Г 20Г

-,A.x.H ;i/4i.i..x...iX...i/ ./ i.i...

/4Г , gf

юг

7Г

Фиг.з

Фиг.1

19Г

Г

isr

Ш

Фиг.

4g39 XZS It5

40

2/

222B J542

Фаг. 5

Редактор О.Спесивых

Составитель А.Кецарис

Техред Л.Олейних Корректор А.Коэориз

Заказ 4123/51

Тираж 646

ВНИИПИ Государственного KOfOiTeTa 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

1Л

Подписное