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

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 магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.

Цель изобретения - расширение области применения и функциональных

3149

возможностей путем выполнения в 57 пазах, а также улучшение параметров ; путем увеличения обмоточных коэффи- I нтнентов.

IНа фиг. 1 изображена схема предла: гаемой обмотки; на фиг. 2 - упрощенмая схема соединений ее фазы С1; на фиг. 3 и 4 - диаграммы сдвига осе ; катушечных групп для полюсности : и р 6 соответственно; на фиг. 5 - I многоугольник . ЩС обмотки для полюс- I ности р 2.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 57 пазах с номерами от 1 i до 57 из 12 катушечных групп (с но-. мерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами по пазам Yn, U-2(i-1) 14, 12, 10, 8 для групп 2Г, бГ, ЮГ и .„ 15-2(k-1) 15, 13, 11, 9, 7 для остальных групп, где k 1-5, и i 1-4 - номера катушек в группах. Она соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1,

С2, СЗ для р 2, дополнительными однофазными зажимами 01-02 для р2 6 и дополнительным нулевым зажимом О для подключения на фазное напряжение однофазной генераторной нагрузки. Фаза первая содержит группы 1Г, 4F, 7Г, ЮГ и их катушки включены последовательно в ветви звезд

; .

; И В дополнительную ветвь, начало ко- ; торой образует зажим фазы и ее ко- I нец подключен к началам ветвей ; звезд фазы (фиг. 2): катушки с номе- i рами k 1 - в ветвь первой звезды, ветвь второй звезды, i 1, 2, 3 - в ветвь третье звезды, k 2, 3, 4 - в дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно от- носительно нечетных. Для двух других фаз номера: групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Зажимы 01-02 вьтолнены от нулевых точек .первой и второй звезд, а зажим О - от нулевой Точки третьей звезды. На фиг. 1 верхний ряд стре,лок показыва- ет направления 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). Оси соседних катушечных групп смещены на углы (в электрических градусах) : 60 ± о для р 2 (фиг. 3; о( 15/4,75) и

|Q

20 25

зо

д 0 5

5

5

180 + 3 о для Р2 6 (фиг. 4), где 57/12 4,75 - число пазов на полюс . и фазу. ЭДС катушечных групп образуют трехфазную симметричную систему, для р 2 и однофазную систему с тремя ветвями для р 6. ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения Ку2 sin( Г. Yn/14,25) и К у sin( FYp(4,75), где 57/4 14,25 и 57/12 4-75 - полюсные деления. Данные-приведены в таблице.

ЭДС ветвей фазы (фиг. 2 и 3) для р ., 2-равны: ветви С1-01 - 0,9966д (1 + 2coscO ,2,9868 W,,, ветви С1 -02 ,6973-( U2cos« ) (- 0,7719 Wt 2,8617 W, ветви С1-0 - (0,9996 + +0,9694 + 0,8923) W 2,8613 W,, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,9033-Wj ; ветви С1-С1 - (0,9905 + 0,9365 + + 0,8372) -(НЗсозоОс W и 8,2842. ЭДС фазы равна (8,2842-с + 2,9033) Wj при числе витков к фазе равном (9«с+Ю/3) при с 1,0 получают ЭДС фазы равной 11,1875 W, и обмоточный коэффициент KO 11,1875/ /(37/3) 0,9071.. Для ЭДС фазы в -/3 раз меньшей получают (8,2842 с + + 2,9033) 11,1875/V3, откуда находим с 0,43 и Kj,5-j 0,8976; при с 1/3 получают К, 0,8944.

Для цепи 01-02 с полюсностью Р2 -6 ЭДС равна (0,9694 + 0,7357) X (H-2cos 3 f)+0,, 5,5447-W при числе витков цепи 01-02 равном 7W;jj- и тогда обмоточный коэффициент равен Ко4-, 5,5447/7 0,7921.

При изменении коэффициента с сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с. При этом параметры цепи 01-02 для р 6 не.изменяются.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет электромагнитно независимые разнополюсные зажимы (после с р., 2 не наводит ЭДС на зажимах 01- 02, а поле с р ,j 6 не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ), вы- , полняется в 57 пазах и допускает подключение на фазное напряжение (зажим О и один из зажимов С1, С2, СЗ) однофазной генераторной нагрузки, а также может выполняться на различные трех- фазные напряжения при неизменных параметрах для р , 6. По сравнению с обмоткой, для которой Kof 0,90 и

1

Kpg- 0,706, предлагаемая обмотка имеет более высокие значения обмотоных коэффициентов.

На фиг. 5 построен многоугольник t-ЩС обмотки (при с 1/3) для р 2 где пазовые точки пронумерованы цифрами от 1 до 57, а для построений использована вспомогательная треуголная сетка, сторона которой изобража- ет вектор тока фазной зоны одного слоя паза (фазные зоны обозначены как A-Z-B-X-C-Y и их вектора показаны в центре(фиг. 5) и принята за единицу длины. Из фиг, 5 по теореме Косинусов определяют квадрат среднего радиуса пазовых точек а 3780/57. Квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической МДС с обмоточным коэффици- ентом Kgj- 0,8944 равен R

- (- 0,8944)2 65,834503 и тогда

коэффициент дифференциального рас- сеяния, характеризующий процентное Содержание высших и низших гармонических в кривой НДС обмотки, равен

( 1) .100 0,7311%, что значительно меньше, чем для об- мотки при 39 пазах.

Предлагаемая обмотка может применяться на якоре синхронных машин серии ОС с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля и заменяет собой две -раздельные обмотки якоря серийной машины: трехфазную основную с р 2 и дополнительную однофазную с р 6, подклю-

чаемую через блок регулирования возбуждения с вентилями к обмотке воз- буждения ротора (явнополюсный ротор имеет демпферную обмотку на полюсных наконечниках) . Применение такой совмещенной обмотки упрощает конструкцию и изготовление машины, уменьшает на якоре расход меди и изоляции. Формула изобретения Трехфазно-однофазная якорная совмещенная обмотка, например, для син

.д 5 0

5

о

5

0

5

0

106

кронной машины с системой возбуждения от третьей ГсЧрмонической магнитного поля, вьтолненная из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, соединенных в параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы вьшолнены 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, отличашщая- с. я тем, что, с целью расширения области применения путем вьшолнения в 57 пазах, а также улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов, катушечные группы с номерами 2Г,ябГ, ЮГ выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по Y 14-2(1-1), остальные катушечные группы выполнены из пяти,концентрических катушек с шагами по пазам Y 15-2(k-1), катушечные группы уложены в 57 пазов с номерами от 1 до 57, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 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, в фазу второй звезды включены четвертые катушки тех же катушечных групп и пятая катушка катушечной группы ЮГ, в первую фазу третьей звезды включены йервая, вторая и третья катушки катушечной группы ЮГ, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, где i 1, 2, 3, 4, k 1, 2, 3, 4, 5 - номера катушек.

nr

ir

гг

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения в 57 пазах, улучшение параметров путем увеличения обмоточного коэффициентов. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности P ₁ = 2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности P ₂ = 6 от нулевых точек звезд. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы. Их катушки включены последовательно в ветви звезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы, причем катушки четных катушечных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера катушечных групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. Вторая, шестая, десятая катушечные группы содержат по четыре катушки с шагами по пазам Y _пI = 14-2 (I-1), а остальные катушечные группы - по пять катушек с Y ₁пк = 15-2 (K-1), где I = 1-4 и K = 1-5 - номера катушек в катушечных группах. В ветви каждой фазы включены для ее катушечных групп катушки с номерами к = 1 - в ветвь первой звезды, K = 5 и I = 4 - в ветвь второй звезды, I = 1, 2, 3 - в ветвь третьей звезды, K = 2, 3, 4 - в дополнительную ветвь. Дополнительные зажимы для полюсности P ₂ выполнены от нулевых точек первой и второй звезд, а нулевая точка третьей звезды образует дополнительный нулевой зажим обмотки. 5 ил. 1 табл.

fir

югчг

«гД

11 §r

Фиг.4