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

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопро- Воде и может применяться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической поля.

Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения в

57 пазах, а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг. 2 - упрощенная схема соединений ее фазы С1| на фиг. 3 и 4 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р 2 и р 6 соответственно; на фиг. 5 и 6 - чередование фазных

31/49

зон и многоугольиык МЦС для полюс.иос ти р, 2 соответственно.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 57 пазах с номерами от 1 до 57 из двенадцати катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами по пазам у„. 14-2(1-1) 14, 12, 10, 8 для групп 2Г, 6Г, ЮГ и у 15-2 х x(k-1) 15, 13, 11, 9, 7 для остальных групп. Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1,.С2, СЗ для р, 2 и дополнительными однофазными зажимами 01-02 для полюсности Pj 6 от нулевых точек звезд. Фаза первая содержит группы с номерами 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ и их ,катушки включены последовательно в ветви звезд и в до- полнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг. 2): катуиши с номерами k . 1 - в ветвь первой звезды, k 5 и

i 4 - в ветвь второй звезды, k 2, 3,, 2, 3 - в дополнительную ветвь. Катушки четных катушечных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других аналог ичным образом выполненных фаз Номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп.

На фиг. 1 верхний ряд стрелок показьгоает 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) о для р 2 (фиг. 3; -о( 15/4,75) и 180Ч 3of для р 2 (фиг. 4), где 57/12 4,75 - число пазов на полюс и фазу. Вектора ЭДС катушечных групп образуют трехфазную симметричную систему для Р 2 и однофазную систему с тремя ветвями для Р4 6, ЭДС катушек, пропорциональных их коэффициентам укорочения Ку sin .( 1Г-у„/14,25) и Ку sin (1 Яу„/4,75), где 57/14,25 и 57/12 4,75 - полюсные деления. Данные приведены в таблице.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения обмотки в 57 пазах, а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности.Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп (КГ) с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р ₁ = 2 и однофазными дополнительными зажимами для полюсности р ₂ = 6 нулевых точек звезд. Первая фаза содержит КГ: первую, четвертую, седьмую, десятую. Их катушки включены последовательно в ветви двезд и дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы. Ее конец поключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных КГ включены в ветви относительно нечетных. Для двух других фаз номера КГ чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и восемь групп. Вторая шестая, десятая КГ содержат по четыре катушки с шагами по пазам Y _пI = 14-2 (I-1), а остальные КГ - по пять катушек с Y _пК = 15-2 (K-1), где I =1-4 и к = 1-5 - номера катушек в КГ. В каждой фазе в ветвях включены для ее КГ катушки с номерами к = 1 - в ветвь первой звезды, K = 5 и I = 4 в ветвь второй звезды, K = 2, 3, 4 и I = 1, 2, 3 - в дополнительную ветвь. 6 ил., 1 табл.

ЭДС для полюсности Р, 2 ветвей фазы С1 (фиг. 2), с учетом углов сдвига катушечных групп (фиг. 3), равны: ветви 01-01 - 0,9966 (1 + + 2coso()-W, 2,9868 Wj, ветви .Cl -02 - 0,6973 (1 + 2cosoO + 0, 2,8617, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,9243 ветви С1-С1 - (0,9905 + 0,9365 + 0,8375)х(1 + + 2cosd) + 0,9996 -t- 0,9694 + 0,8923

cW 11 ,1455 cW,; фазы C1 - (11,1455 с -f 2,9243) W к при числе витков фаяы (12 с + ),5) при

с 1,0 получают ЭДС равной 14,0698 «W, и обмоточный коэффидаент К 14,0698/15,5 0,9077; для ЭДС фазы меньшей в т(3 раза получают (11,1455 с -f 2,9243).W,14,0698. , откуда находят с 0,47 и 8,1627/9,14 0,8931. Сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с и тогда сохраняется одинаковьй для всех пазов коэффициент заполнения медью. ЭДС цепи 01-02 для полюсности Pj 6 не зависит от коэффициейта с

полюсности, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ вьтолнены из четырех концентрических катушек с шагами по пазам у. 14-2(1-1), остальные катушечные группы вьтолнены из пяти концентрических катушек с шагами по пазам у 15-2(k-1), катушечные группы уложены в 57 пазов с номерами от 1 до 57, причем начала катушечных групп от 1Г до 12 Г уложены в пазы 1, 6, 10, 15, 20, 25, 29,

14959118

34, 39, 44, 48, 53 соответственно, в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу второй звезды включены пятые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г и четвертая катушка катушечной группы ЮГ, в первую дополнительную ветвь 0 включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, где i 1,2, 3, 4, k 1, 2, 3, 4, 5.

гг

ir

7Г, Т

юг Г

fe3

10Г „e/L

6Г Of- оГ

ofЮГ

12Г

ФигМ

,5U9

и равна (0,9694 + О, 7357) ( U2cos3o/) + + 0, 5,5447-W при числе токов этой цепи, равном 7 W, тогда обмоточный коэффии 1ент равен К pfi, 5,5447/7 0,792К

Предлагаемая обмотка имеет электромагнитные независимые разнополюсные цепи (поле с Р , 2 не наводит ЭДС на зажимах 01-02, а поле с р 6 не на- водит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ) и может использоваться на различные напряжения при неизменных параметрах цепи 01-02 для полюсности р 6, По сравнению с известной об- моткой, для которой Кдг 0,90 и 0,706, она имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов, а также расширенную область применения, так как выполняется в 57 пазах.

На фиг. 5 и 6 цифрами от 1 до 57 пронумерованы пазы обмотки, на фиг. 5 фазные зоны (для р 2) обозначены как A-Z-B-X-C-Y и кр жочками отмечены пазы, в которых расположены сторо- ны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемых двойным значением тока; среднее значение тока паза равно (12-2 + 7)3/57 93/57, На фиг. 6 при построении многоугольника ЩС

использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой изображает вектор тока фазной зоны одного слоя паза и принята за единицу длины. По наружному многоугольнику ВДС (при с 1,0), используя теорему косинусов, определяют квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника ЩС R 10341/57; квадрат радиуса окружности, соответст- вующей основной гармонической МДС с |обмоточным коэффициентом У. g

0,9077 - Rj (j 0,9077-1|)2

180,50564; коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание выспшх и низших гармонических в кривой ВДС обмотки (К|ук - 1) 100 0,5071%. Для коэффициента с 0,5 многоугольник МДС построен на фиг, 6 пунктирными линиями, откуда находят:

R 3780/57; R (||, 0,8944)2

65,834503, где К 0,8944; f 0,7311%. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет значительно мень

Q 15 20

25 0

п

5

0

5

116

ими коэффициент дифферешдиального рассеяния, чем известная обмотка.

Предлагаемая обмотка может использоваться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля. Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря машины: трехфазную основную с полюсностью р 2 для подключения нагрузки и дополнительную однофазную обмотку с полюсностью р 6 для подключения через блок регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения ротора. Ее применение позволяет: упростить конструкцию машины И удешевить ее изготовление, снизить расход меди и изоляции на якоре, повысить зксплуатаци- онную надежность машины. Такая обмотка может применяться и в других типах совмещенных электрических машин с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе

Для упрощения изготовления обмотки целесообразно катушки ветвей фаз наматывать на шаблоне непрерывно, что приводит к уменьшению числ межкатушечных соединений.

Формула изобретения

Трехфазно-однофазная совмещенная обмотка, например, для якоря синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до . 12Г, состоящих из концентрических катушек, катушечные группы соединены в две 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 четдое 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 улучше- ния параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой

yjooo |ooo7|go oo jxooo COP о oooj/Д OOP 2000 SOOQ o oox(C }y

roo о

Цооо Igooo Xooo | :ooo|i/ooo 1ДООО .iS°°°IX° ° Icoo jyo M 1 S 5 7 9 ff a }5 Л f9 21 23 2527 29 Jf JJ J5 Л Л W W 45 «7 5/ 5J 55 57

-7г.5

б

16

if6

f.

25

Редактор Е.Папп

Й/г.

Составитель А.Кецарис

Техред М.Ходанич Корректор Л.Натай

roo о

«2

W

«e

39