Совмещенная якорная трехфазно-однофазная 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 сис- т емой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля.

Цель изобретения - расширение области применения путем выполнения в 63 пазах, а также улучшение параметров путем повышения обмоточных коэффициентов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг. 2 - упро3149

щенная схема соединений ее фазы С1; на фиг. 3 и 4 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюснос- ти р, 2 и р 6 соответственно; на фиг. 5 многоугольник НЦС для полюсности.pi 2.

; Обмотка (фиг. 1) выполнена двух- слойной в 63 пазах с номерами от 1 до 63, из двенадцати катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками .с шагами по пазам у„. 16-2(1-1) 16, 14, 12 |10, 8, 6 для групп 2Г, 6Г, ЮГ и

УП 15-2(k-1) - 15, 13, 11, 9, 7 для остальных групп, где i 1-6 и k 1-5 - номера катушек в группах. Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными

зажимами С1, С2, СЗ для р, 2 и дополнительными зажимами 01-02 для р. 6 от их нулевых точек. Фаза первая содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ и их катушки включены последователь- но в ветви звезд и в дополнительную етвь, начало которой образует за4

жим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фаз (фиг. 2): катушки с номерами k 1 и i 1, 2 - в ветвь первой звезды, k 4, 5 и 1 6-3 ветвь второй звезды, k 2, , 4, 5-в дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены встречно относительно нечетных. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Оси групп смещены на углы (в электрических градусах: 60 + о для р, 2 (фиг. 3; а( 15Vq) и Р2 6 (фиг. 4), где q 63/12 5,25 - число пазов на полюс и фазу. ЭДС катушечных групп образуют для Pj 2 трехфазную систему симметричную, а для р ,, 6 - однофазную систему с тремя ветвями. ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К y.j sin( iT-x .у„/15,75) и К у з1п(1Г.у„/5,25), где 63/4 Т5,75 и 63/12 5,25 - полюсные деления. Данные приведены в таблице.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения- расширение области применения путем выполнения в обмотках 63 пазах, а также улучшение параметров путем повышения обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и соединена в две 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 и 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 включны в ветвях встречно относительно нечетных, а для двух других фаз номера катушечных групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Обмотка выполнена в 63 пазах, вторая, шестая, десятая катушечные группы содержат по шесть катушек с шагами по пазам Y _пI = 16-2 (I-1), а относительные катушечные группы - по пять катушек с Y пК = 15-2 (K-1), где I = 1-6 и K = 1-5 - номера катушек в катушечных группах. В ветвях каждой фазы включены последовательно для ее катушечных групп катушки с номерами K = 1 и I = 1,2 - в ветвь первой звезды, K = 4,5 и I = 6 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь, 5 ил. 1 табл.

ЭДС ветвей фазы (фиг. 2), с учетом сдвига осей групп (фиг. 3), для р 2 равны: ветви C1 -01 ,9972 x(l+2cosoO+0,9997+0,98483W, 4,9736w,, ветви СГ-02 -:(0,7818+ ° +0,6428)(1+2cosoO +0,5633.w 4,8336w,, т.е. они практически одинаковы и их среднее значение равно 4,9036w ; ветви С1-СГ -С(0,9626 + + 0,8899) (1+2coso)+0,9309+0,8400+ +0,7159 cw 8,0397 cw .

ЭЛС фазы равна (8,0397c+4,9036)w при числе витков в фазе, равном (9-с +

+ 6)wj и при с 1,0 получают ЭДС фазы, равной 12,9433wj, и обмоточньш коэффициент равен 12,9433/15 0,8629. Для ЭДС фазы в /3 раза меньшей получают (8, + 4,9036) 12,9433/-/3, откуда с 0,32 и 7,4763/8,88 0,8419; при с 0,5 получают К g: 0,8499. ,

Для цепи 01-02 с полюсностью р 6 ЭДС равна (0,9749+0,8660+ +0,4339) (1+2cos3o()+ 0,9972+0,8660+ +0,9749 }w, 9,611 7w. при числе витков цепи 01-02, равном 12w,,H тогда

5U

обмоточный коэффшдает равен 9,6117/12 0,8010. Параметры цепи 01-02 не зависят от коэффициента с, а сечение провода катуцгек дополнительных ветвей фаз изменяется обратно пропорционально этому коэффициенту, причем коэффициент с может иметь и другие значения.

Таким образом, предлагаемая об- мотка имеет электромагнитно независимые 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), имеет расширенную область применения, так как вьшолняется в 63 пазах, и более высокие значения обмоточных коэф- циентов, чем обмотка по ГЗ , для которой число пазов равно 39, ,90 и Koff 0,706.

На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р 2), а нижний ряд - направления однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (pj 6) .

На фиг. 5 построен многоугольник оде обмотки для р, 2 при с . Цифрами от 1 до 63 пронумерованы точки, соответствующие пазам обмотки, при построениях использована вспомогательная треугольная сетка С2, сторона которой изображает вектор тока фазной зоны в одном слое паза и принята за две единицы длины (вектора A-Z-B-X-C-Y в центре фиг. 5 изображают вектора фазных зон обмотки) . По многоугольнику МДС, используя

теорему косинусов, определяют квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника R 9726/63; квадрат радиуса окружности,соответствующей основной гармонической ВДС и обмоточным коэффициентом КоГ

0,8629, - Rj f|-0,8629)z

152,77288, где (9-2 + 12)3/63

90/63 - среднее значение тока паза (катушки дополнительных ветвей фаз обтекаются в два раза большим током по сравнению с катушками ветвей звезд); коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующи процентное содержание высших и низших гармонических в кривой МДС об- мотки, 6д (R| 1).100

Q з 20

25

ЗО MQ

35

45

0

j

5

56

1,0526%. Аналогичным образом для коэффициента с 0,5 получают:

Rj 4608/63; Rl (||-0,8499)2

72,620131 и д 0,7198%. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет значительно меньшие значения коэффициента 4 2 обмотка по ГЗ} при 39 пазах.

Предлагаемая обмотка может применяться, например, на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля. Она заменяет собой две раздельные обмотки якоря -серийной машины: трехфазную основную с полюсностью р 2 и однофазную дополнительную с полюсностью р 6, подключаемую через блок регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения ротора (явнополюсный ротор имеет демпферную обмотку на полюсных наконечниках, которая заглушает обратное поле однофазной цепи с р 6). Применение такой обмотки в генераторах позволяет получать положительные эффекты: упрощать конструкцию и изготовление машины, уменьшить расход меди и изоля д 1и на якоре, улучшить форму кривой выходного напряжения (из-за уменьшения коэффициента ( ), сшшать перегревы на якоре и повышать эксплуатационную надежность машины.

Формула изобретений

Совмещенная якорная трехфазно- однофазная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармони 1еск6й магнитного поля, выполненная из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, соединенных в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нуле вых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно катушек нечетных групп, а номера групп фаз чередуются отно-; сительно групп первоЧ фазы с интервалами в четыре группы для фазы вто/гл )г г г зг ч г sr

6Г

7г 8г зг юг

пг

СЗ 01

п1