Совмещенная якорная обмотка Советский патент 1989 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока совмещенного типа с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магни- топроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с систе- мой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения обмотки в 63 пазах, а также улучшение электромагнитных параметров путем повышения обмоточных коэффициентов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг, 2 - упрощенная схема соединений ее фазы С1; на фиг. 3 и 4 - диаграммы сдвига

3149

осей катушечных групп для полюснос- ти р 2 и р 6 соответственно; на фиг, 5 - многоугольник ЩС обмотки для полюсности р 2,

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 63 пазах с номерами от 1 |До 63 из двенадцати катушечных jrpynn (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами

10 пазам у„ 17-2(1-1) 17, 15, 13 11, 9, 7 для групп 2Г, 6Г, ЮГ и у„ 16-2(k-1) 16, 14, 12, 10, 8 пя остальных групп, где i 1-6 и

1-5 - номера катушек в шести- 1 пятикатушечных группах. Она соеди- fieHa в две параллельные трехфазные везды с трехфазными зЪкимами С1, 12, СЗ для р 2 и дополнительными (днофазными зажимами 01-02 для р 6 зт их нулевых точек. Фаза первая содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ и их «атушки включены последовательно

ветви звезд и в дополнительную }етвь, начало которой образует зажим )азы и ее конец подключен к началам зетвей звезд фаз (фиг, 2): катушка «Ь номерами k 1 - в ветвь первой везды, с номерами

0

5

в ветвь, второй звезды, с номерами k 2, 3, 4 и i 1, 2, 3, 4, 5 - в дополнительную ветвь. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Оси соседних катушечных групп смещены на углы (в электрических градусах) о( для р 1 2 (фиг. 3; of 15°/5,25) и 180°±3с для т в (фиг. 4), их вектора образуют трехфазную симметричную систему для р 2 и однофазную систему с тремя ветвями для р. 6. На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р 2), а нижний ряд - напряления однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (p 6 ).

ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К у sin( 1Г.уп/15,75) и Ку# sint JT ,25), где 63/4 15,75 и 63/12 5,25 - полюсные деления. Данные приведены в таблице.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения обмотки в 63 пазах,а также улучшение параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности P₁ = 2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности P₂=6 от их нулевых точек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую катушечные группы, их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных катушечных групп включены в ветви встречно относительно нечетных, а для двух других фаз номера катушечных групп чередуются носительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Обмотка выполнена в 63 пазах, вторая, шестая и десятая катушечные группы содержат по шесть катушек с гашами по пазам JI = 17-2 (I-1), а остальные катушечные группы - по пять катушек с JI = 16-2 (K-1), где I = 1-6 и K = 1-5 - номера катушек в катешечных группах. В ветвях каждой фазы включены для ее катушечных групп катушки с номерами K = 1 - в ветвь первой звезды, K=5 и I=6 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 5 ил. 1 табл.

ЭДС ветвей фазы (фиг. 2) для 1Ц 2 (фиг. 3) равны: ветви С1 -01 - 0,9997 (1+2cosoOwj 2,9966W(, ветви С1 -02 - 0,7159 (1+2cosoO +0, 2,7887w., т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 2,8927w.; ветви С1-С1 - (0,9848 + 0,9309 4- 0,840)(1+2cosoO+ 0,9922 + 0,9972 4- 0,9626 + 0,8899 +0,7818jcw,f

55

12,8839cwj ; ЭДС фазы равна (12,8839-с + + 2,8927).W|j при числе витков в фазе, равном (14 с + 3,5)w,, и тогда при с 1,0 получают ЭДС фазы, равной 15,7766wj, и обмоточный коэффициент равен Ко8-, 15,7766/17,5 0,9015. ,Цля ЭДС фазы меньшей в -/3 раза получают (12,8839.с + 2,8927) 15,7766/Уз, откуда находят с 0,48 и К pjr

51

9,077/10,22 0,8882; при с 0,5 получают Kpg 0,8890.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности Р2 6 не зависит от коэффициента с и равна (0,9972 + 0,6802) (1+2созЗЮ + 0,8660 wj 5,8607.Wj при числе витков этой цепи 7w., а обмоточный коэффициент равен К g 5,8607/7 0,8372..

При изменении коэффициента с обратно пропорционально ему следует изменять сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз, вследствие чего сохраняется одинаковым для все пазов коэффициент заполнения медью. Коэффициент с может иметь и другие значения.

Таким образом, предлагаемая обмотка имеет электромагнитно незави- симые разнополюсные зажимы (поле с р 2 не наводит ЭДС на зажимах . 01-02, а поле с р 6 не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2, СЗ). По сравнению с обмоткой, выполненной

в 39 пазах с К 6- 0,90 и КоГ 0,70 она имеет расширенную область применения, так как выполняется в 63 пазах, а также более высокие значения

обмоточных коэффициентов.

На фиг. 5 цифрами от 1 до 63 обозначены пазовые точки многоугольника МДС и при его построении использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой изображает вектор тока фазной зоны одного слоя паза и принята за две единицы длины (вектора токов фазных зон показаны в центре фиг. 5 и обозначены как A-Z-B-X-C-Y). По многоугольнику ВДС (при с 1,0) определяют: квадрат среднего радиуса пазовых точек - у 1 320/63; квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической ЩС с обмоточньт коэффициентом Ко(г 0,9015, - Rj

(||о.9015-||)2 226,96052, где

(14-2 + 7)3/63 105/63 - среднее значение тока паза (в каждой фазе 14. катушек дополнительно ветви обтекаются вдвое большим током, чем остальные 7 катушек ветвей звезд); коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки, do

R /R - 1) -100 1,549%. При

0

5

20 25

-зп

,„

35

0

5

146

с 0,5 аналогичным образом определяют: R 5037/63; Rj ||. 0,8890)

79,455669 и й 0,6251%. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет лучшие показатели по качеству кривой МДС по сравнению с известной обмоткой, так как для нее коэффициенты ба значительно меньше. Это обстоятельство приводит к улучшению синусоидаиънос- ти кривой выходного напряжения гене- ратора с такой обмоткой.

Предлагаемая обмотка может применяться на якоре синхронных машин (мощностью до 100 кВт) с системой возбуждения от третьей гармонической поля и заменяет собой две-раздельные якорные обмотки серийной машины: трехфазную основную с полюсностью р, 2 и дополнительную однофазную с полюсностью Р2 6, подключенную через блок регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения ротора. Применение такой обмотки в генераторах приводит к упрощению конструкции машин и ее изготовления, уменьшению расхода меди и изоляции ,на якоре, улучшению электромагнитных параметров и повышению эксплуатационной надежности маошны. Дпй упрощения изготовления совмещенной обмотки це- ;лесообразно наматывать катушки вет- ;вей фаз на шаблоне непрерывно, что приводит к уменьшению числа междукатушечных соединений.

Формула изобретения

Совмещенная якорная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей Гармонической магнитного поля, выполненная .. из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, выполненная из двухслойных, концентрических катушек, катушки соединены в две параллельные трехфазные звезды и 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

в Г 9 Г )ОГ Jtr

, 35

3f Фие.б