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

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе

и может пр1меняться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

3, 149

Цель изобретения - упрощение конструкции обмотки и ее изготовления, а также улучшение электромагнитных параметров и уменьшение потерь в меди.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг,2 и 3 - чередования фазных зон предлагаемой и известной двухслойной обмоток со- ответственно; на фиг. 4 - диаграмма сдвига осей катушечных групп предлагаемой обмотки для полгосности р 5; на фиг, 5 - диаграмма ЭДС катушечных групп- фазы предлагаемой обмотки для полюсности р t; на фиг. 6 и 7 - j многоугольники МДС предлагаемой и известной двухслойной обмоток соответственно.

Обмотка (фиг. 1) вьшолнена трех- фазной симметричной с полюсностью j р 5 в Z 48 фазах с номерами от 1 до 48 из Зр 15 катушечных групп (с номерами от 1г до 15г) с двумя I катушками в каждой - однослойной с числом витков 2w ц, и двухслойной с ; числом витков Wjj. Фаза первая со- держит группы 1г, 4г, 7г, Юг, 13г, : фаза вторая - группы 2г, 5г, 8г, Иг : 14г, фаза третья - группы Зг, 6г, I 9г, 12г, 15г, включенные в каждой фа ; зе последовательно-согласно с зажимами начал фаз от групп 1г, 2г, Зг, обозначенных через С1, С2, СЗ (на : фиг, 1 фазы соединены в звезду). Для

равношаговых катушек групп Зг, 4г, 8 ; 9г, 13г, 14г шаг по пазам равен ; у, 5. Для концентрических наружной однослойной и внутренней двухслойной катушек всех остальных групп шаги по пазам равны у„ 5 и 3. В первой фазе угол сдвига относительно оси первой группы для осей групп 7г и Юг равен +19о(, , а для осей двухслойной и однослойной катушек групп 4г и 13г равен соответственно , где ел 7,5% означает сдвиг по часовой стрелке, а знак - - против стрелки. В двух других фазах номера групп чередуют- ся относительно групп первой фазы с интервалами в пять групп для второй фазы и в десять групп дпя третьей фазы и их оси смещены относктель- но осей групп первой фазы на угол + 16Ы ±120° (для полюсности р 5 этот угол увеличивается в р 5 раз Пазы с номерами 10, 13, 26, 29, 42, 45 содержат w витков и заполнены

обмоткой наполовину (на фиг,2 эти пазы заштрихованы). На фиг, 1 стрелки показьгоают направления трехфазного тока при питании обмотки через зажимы С1, С2, СЗ (р 5) и им соответствуют чередования фазных зон . на фиг. 2, обозначенные ( и на фиг. 3) через A-Z-B-X-C-Y; гоки фазных зон изображены векторами в центре фиг. 6 и 7„

ЭДС катушечных групп пропорциональны коэффициентам укорочения их катушек и для полюсности р, 5 (с полюсным делением 48/10 4,8) ; равны: 2sin(7-5/9,6) + sin (if - 3/9,6) 2,8272 - для групп с Ур 5 и 3 пр 2W| и W | витках; s in С 5/9,6) 0,9979 и 2sin(,6) 1,9957 - для катушек двухслойной и однослойной групп с yj, 5 при W и витках. По диаграмме фиг, 4 сдвига осей групп для полюсности р 5 линии 01, 07, 010 соответствует осям групп Ir, 7г, Юг, а линии 04 , 013, 04, 013 - осям соответственно двухслойной и однослойной катушек групп 4г и 13г. Для групп 1г, 7г Юг вектор ЭДС совпадает с линией 01 и равен 2,8272(1+2-cos 7,5) 8,4332, для групп 4г и 13г вектор ЭДС имеет направление линии посередине линий 01 и 07 и равен 2(3 (0,9979) cos 18,75° 5,6695, а ЭДС фазы (по теореме косинусов) равна

Е5р 48,43322 + 5,66952 + 2-8,4332

и5,6695.cos 3, 14,0954 и тогда обмоточньй коэффициент равен Kogg 14,0954/15 0,9397, а средний шаг катушек по пазам равен у „ (5.6+3-3+5-6)/15 69/15 4,бЧза- полнены 45 пазов из 48). ЭДС всех трех фаз одинаковы и смещены на углы в 120° (электрических градусов поля с Р2 5)i Для полюсности PY 1 ЭДС катушечньж групп равны: 2sin(7.5/48) -t sin (t 3/48) 0,8380 - для групп с УП 5 и 3| sin( 5/48) 0,,3214 и 2sin( ir-5/48) 0,6429 для кату1пек групп с у 5, По диаграмме фиг. 5 сдвига ЭДС групп фазы обмотки фиг. 1 для полюсности р., 1 определяют ЭДС взаимоиндукции ЬЕ, 0,8380(1-2x008 37,5) + + 2-О-3214 cos 67,5 + 2-0,6429 XCOS 75 0,0871 О, т.е. обмотка имеет взаимоиндуктиЕ ную связь .с полем полюсностью р 1,

R

Ь,49132, где к06 5 0,9536; G 5,991%; ЭДС ДЕ такой обмотки, определяемая подобно обмотке фиг.1, равна А К , 0,339.

Таким образом, предлагаемая обмотка (фиг, 1) значительно проще в конструкции и изготовлении, чем известная обмотка (фиг. 3). Кро- З4е того она имеет лучише электромагнитные параметры, так как для нее значительно меньше ЭДС &Е,(в 0,339/ /0,087 3,9 раза) и, следовательно, меньше потери в меди от уравнительных токов, вызванных ЭДС взаимоин

5

Многоугольники МДС (фиг, 6 и 7) построены с использованием вспомогательной треугольной сетки и ее сторна принята за 0,5 единиц З . По многоугольнику НЦС определяется коэффициент дифференциального рассеяния С д, СзЗ , характеризующий качество обмотки по уровню содержания высших и низших гармонических в кривой ее МДС По фиг. 6 для предлагаемой обмотки (фиг. 1) определяются З : R|

1 -2lR 7,75 - квадрат среднего

радиуса пазовых точек (i 1-48); R2 (z Kc6 /P fr)2 (45-0,9397/5 v lr) 7,24709 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической

МДС (z 45 - число заполненных обмоткой лазов); С д () - О ИОО 6,939%. Для двухслойной обмотки по прототипу при р. 5, Z 48, Уп2 5 и чередовании фазных зон по фиг, 3, по фиг, 7 определяют 9,0; R2 (48-0,9536/5-7)2

цукции полем с полюсностью р

,

совмещенного магнитопровода; выше степень использования меди (в 0,9397)f v5/0j9536 4,6 1,071 раза). При этом несколько ухудшается качество обмотки из-за большей величины коэффициента бд .

Предлагаемая обмотка, использована в асинхронных одномашинных преобразователях частоты, статор которых имеет 48 пазов. Такой преобразователь имеет на статоре две раздельные трехфазные обмотки - двигательную с полюсностью р , 1 и генера- торнзто с полюсностью p,j 5, а на

роторе с контактными кольцами - одну фазную обмотку сопмещенногс; типа 2J ,

Применение пре/ шгаемой обмотки позволяет упростить конструкцию преобразователя и изготовление его статора; тченыиить расход меди и изоляции (пазовой и в лобовых частях), так как в 36 пазах из 48 обмотка имеет однослойные катушки и в них от-. сутствует междуслойная изоляция; улучшить энергетические показатели машины, так как значительно уменьшается ЭДС Е, навод51мая в фазах вза- имоиндуктивно полем с полюсностью 1, и уменьшаются потери в меди обмотки. Предлагаемая обмотка может использоваться и в других типах совмещенных электрических машин.

Формула изобретения

Трехфазная обмотка для электрической совмещенной машины с числами пар полюсов полей 1/5, выполненная в 48 пазах с номерами от 1 до 48 из Зр2 15 катушечных гругтп с номерами от 1г до 15г, содер; ащая группы с номерами 1+3k в первой фазе, 2+3k - во второй фазе, 34-3k - в третьей фазе, соединенные в каждой фазе последовательно-согласно с вьшодами фаз из начал групп 1г, 2г и Зг и концов групп 13г, 14г и 15г, о т л ичающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также уменьшения потерь в меди, каждая катушечная группа содержит две катушки с шагами по пазам

у j 5 тртя равношаговых катушек групп Зг, 4г, 8г, 9г, 13г и 14г и с у 5 и 3 для концентр1тческих катушек остальных групп, катушки групп 1г-5г содержат соответственно 2w

витков 2wn. и w, 2wn и w.

и , 2w t и Wfc и их

числа

tc и k W| начальные стороны уложены соответственно в пазы с номерами 1 и 2, 4 и 5, 7 и 8, 10 и 11, 14 и 15, при-:

чем указанные числа витков и уклад- . ка катушек повторяются для групп 6г-Юг со смещением пазов на 16 ноеров, а для групп 11г-15г - со смеением пазов на 32 номера, где k

0,1,2, ..,, (р - 1).

2г 3r rSr Br 7r Sr Эг Юг Пг )Zr S3,. /«. ,.

.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкции обмотки и ее изготовления, а также уменьшение потерь в меди. Обмотка для электрической совмещенной машины с числами пар полюсов полей P₁/P₂=1/5 выполнена с полюсностью P₂=5 в Z=48 пазах из 3P₂=15 катушечных групп с номерами 1+3K в первой фазе, 2+3K во второй фазе и 3+3K в третьей фазе, включенных в каждой фазе последовательно-согласно, где K=0, 1, 2...(P₂-1=4). Каждая группа содержит две катушки - однослойную и двухслойную с числами витков соответственно 2W_K и W_K с шагами по пазам Y_п=5 для равношаговых катушек третьей, четвертой, восьмой, девятой, тринадцатой и четырнадцатой групп и Y_п=5 и 3 для концентрических наружной однослойной и внутренней двухслойной катушек остальных групп. В первой фазе угол сдвига относительно оси первой группы для осей седьмой и десятой групп равен ±19Α, а для осей двухслойной и однослойной катушек четвертой и тринадцатой групп соответственно ±9Α и ±10Α, где Α=360°/Z=7,5°, знак (+) означает сдвиг по часовой стрелке, а знак (-) - против часовой стрелки. В двух других фазах номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в пять групп для второй фазы и в десять групп для третьей фазы и их оси смещены относительно осей групп первой фазы на угол ±16Α. Зажимы начал фаз выполнены от начал первой, второй и третьей групп. Пазы с номерами 10, 13, 26, 29, 42, 45 содержат W_K витков и заполнены обмоткой наполовину. 7 ил.

Д

/

. чЛ

JC

Фиг Л