Электромашинная трехфазно-однофазная совмещенная обмотка Советский патент 1990 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.

Целью изобретения является улучшение электромагнитных параметров обмот-1 ки путем повышения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального , рассеяния обмотки для полюсчости р,- 2.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки sна фиг. 2 - чередования фазных зон для полюсности р 2; на фиг. 3 - упрощенная схема соедине- |ний фазы С1; на фиг. 4 и 5 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р 2 (фиг. 4) и р 6

10

ЭДС катушек пропорциональчм чх коэффициентам укорочения Ку sin (т jh/ /8,25) и Kv sin (Т ,75), где 33,,25 и 33/12 2,75 - полюсные деления для р (см. таблицу) .

ЭДС ветвей фазы (см. Ьиг. 3) для р 2 (фиг 0 4) равны: для ветви С1- 01 - 0,9989-(1+2cos d) w4 2,9877 w., для ветви С1-02 - jO,6901 «(1+2 cos +

(фиг. 5); на фиг. 6 и 7 - многоуголь- 15 2,8787-wk, т.е. они пра

ники НДС обмотки фиг, 1 (фиг. 6) и обмотки по прототипу (фиг. 7).

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 33 пазах из 12 катушечных

тически одинаковы и их среднее значение равно 2,9332 w,k, для дополнительной ветви С1-СГ ,9096(1+2cosoO +

059718J- с w, 3,6924 с

w

К

ЭДС

групп (с номерами от 1Г до 12Г) с т-он-эд равна (3,6924-с + 2,9332) w при

числе витков фазы равном (4с+3,5) wk и тогда при ,0 получаем Кь5-.2 6,6256/7,,8834. Для ЗДС фазы меньшей в /3 раза получаем (3s6924c+ +2,9332)-6,6253/ /3, откуда находим с - 0,24 и Ко5 3,8201/4,,8565; пуч с 0ЭЬ получаем Koffl 0Э8690, соответствует известной обмотке ЭДС цепи 01-02 для полюсности р

центрическими катушками с шагами по пазам УП 7-2(1-1)7, 5 для двух- катушечных групп 21% 6Г, ЮГ и у„ 8-2(k-1)8, 6S 4 для остальных трех- iкатушечных групп, где i - I, 2 и k 25 1,2,3 - номера катушек в группах. Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, СЗ для р 2 и дополнительными однофазными зажимами 01-02 д & не зависит от коэффициента с и

35

40

для рг 6 от их нулевых точек. Фаза первая содержит группы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ и их катушки соединены последовательно в первую, вторую звезды фазы и в дополнительную ветвь, начало ко- торой образует зажим фазы (С1) и ее конец подключен к началам звезд фазы (фиг 3): катушки с номерами в первую звезду, и во вторую звезду, а остальные катушки ( и ) в дополнительную ветвь, причем катушки четных групп включены встречно относительно катушек нечетных групп. Для двух других фаз номера групп чередуются с интервалами в четыре группы для второй фазы и в во™ групп для третьей фазы. Оси соседних групп смещены на углы (в электрических градусах) 60 + о( для р 1 2 (фиг. 4; о( 15°/2,75) и 180°i3ot для 5Q

равна (0,9898+0,7558) (1+2cos ) + + 0,2817 wh 5,3771 WK при числе

6 (фиг. 5), где 33/12-2,75 - число пазов на полюс и фазу. Вектора групп образуют трехфазную симметричную систему для полюсности pfl 2 и однофазную систему с тремя ветвями для полюсности ра 6, На фиг с 1 верхний ряд стрелок показьшас направления трехфазного тока пр:т га ании обмотки через зажимы С1, С23 3

и - 9 К

витков этой цепи равном 7 w,k и тогда КоЈЧ 5,3771/7 0,7682„ При выборе коэффициента с 1,0 сечение катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с, вследствие чего сохраняется одинаковым для всех пазов коэффициент заполнения медью.

Таким образом, предлагаемая обмотка Имеет электромагнитно независимые разнополюсные зажимы: поле с полюс- ностью р 2 практически не наводит .с ЭДС на зажимах 01-02, а. поле с по- люсностыо р г 6 не наводит ЭПС н линейных зажимах С1В С2, СЗ.

На фиг, 2 фазные зоны для полюсности р1 2 обозначены как A-Z-B-X-OY и их -сектора токов показаны на фиг,6 и 7 в центре многоугольников; цифрами от 1 до 33 пронумерованы пазы (фиг.2) и пазовые точки многоугольников - (фиг о 6 и 7); кружочками на фиг,.2

55

стороны катушек дополнительных ветвей фаз5 обтекаемые двойным знач п тока (см фиг о 3). Многоугольники i U ьа фиг. 6 и 7 построены с исполъ ва

(р 2), а нижний ряд - направления однофазного тока при питании обмотки через зажимы 01-02 (р 6).

ЭДС катушек пропорциональчм чх коэффициентам укорочения Ку sin (т jh/ /8,25) и Kv sin (Т ,75), где 33,,25 и 33/12 2,75 - полюсные деления для р (см. таблицу) .

ЭДС ветвей фазы (см. Ьиг. 3) для р 2 (фиг 0 4) равны: для ветви С1- 01 - 0,9989-(1+2cos d) w4 2,9877 w., для ветви С1-02 - jO,6901 «(1+2 cos +

тически одинаковы и их среднее значение равно 2,9332 w,k, для дополнительной ветви С1-СГ ,9096(1+2cosoO +

059718J- с w, 3,6924 с

w

К

ЭДС

& не зависит от коэффициента с и

равна (0,9898+0,7558) (1+2cos ) + + 0,2817 wh 5,3771 WK при числе

и - 9 К

витков этой цепи равном 7 w,k и тогда КоЈЧ 5,3771/7 0,7682„ При выборе коэффициента с 1,0 сечение катушек дополнительных ветвей фаз следует изменять обратно пропорционально коэффициенту с, вследствие чего сохраняется одинаковым для всех пазов коэффициент заполнения медью.

Таким образом, предлагаемая обмотка Имеет электромагнитно независимые разнополюсные зажимы: поле с полюс- ностью р 2 практически не наводит ЭДС на зажимах 01-02, а. поле с по- люсностыо р г 6 не наводит ЭПС н линейных зажимах С1В С2, СЗ.

На фиг, 2 фазные зоны для полюсности р1 2 обозначены как A-Z-B-X-OY и их -сектора токов показаны на фиг,6 и 7 в центре многоугольников; цифрами от 1 до 33 пронумерованы пазы (фиг.2) и пазовые точки многоугольников - (фиг о 6 и 7); кружочками на фиг,.2

стороны катушек дополнительных ветвей фаз5 обтекаемые двойным знач п тока (см фиг о 3). Многоугольники i U ьа фиг. 6 и 7 построены с исполъ ванием вспомогательной треугольной сетки и ее сторона принята, за единицу длины. По многоугольникам МДС опреде-

П

10

яем по фиг. 6 (при с 1,0) R 1344/33 - квадрат среднего радиуса азовых точек; R (33-0,8834/2 (Г) г (45/33),029492 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической ДС, где (4-2 + 7)3/33 45/33 - среднее значение тока паза;6д (rLj/R -1 У 100 1,743% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий роцентное содержание высших гармонических в кривой МДС обмотки; по фиг.7 15 (при с 0,5) R 702/33; R « (33 0„8690/2 1Г)4 20,830883 и ,121%,s что соответствует обмотке по прототипу.

Таким образом, предлагаемая обмот- 2Q ка имеет лучшие электромагнитные параметры, чем обмотка по прототипу: более высокие обмоточные коэффициенты для pi 2 (в 0,8834/0,8690 1,017 раза) и р 6 (в 0,7682/ /0,,778 раза), а также меньшее дифференциальное рассеяние (в 2,121/ /1,,217 раза). Она может применяться, например, на якоре синхрон- ных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля (машины серии ОС) и заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины, что упрощает конструкцию и изготовление машины, снижает-рас- ход меди и изоляции на якоре. Формула из о б. р;е тения

Электромашинная трехфазно-однофаз- ная совмещенная обмотка с числами пар

25

30

35

10

15s 2Q

25

30

35

полюсов р1/р1 2/6, выполненная в 33 пазах с номерами от 1 до 33 из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам УП1 7-2(1-1) для групп 2Г, 6Г, ЮГ и Уп1 8-2(k-1) для остальных групп, причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1,4,6,9,12,

15,17,20,23,26,28,31 соответственно, 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 первой фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй ив восемь групп для фазы третьей, отличающаяся тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров путем повышения обмоточных коэффициентов и снижения

дифференциального рассеяния для по- люсности р1 2, в первой фазе Б первую звезду включены первые катушки групп 1Г, 4Г, 7Г, во вторую звезду включены третьи катушки групп 1Г, 4Г, 7Г и вторая катушка группы 101, а в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, где ,,2,3- номера катушек в катушечных группах.

Изобретение относится к электромашиностроению и применяется для электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например для одномашинных преобразователей частоты и числа фаз, в синхронных машиных с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля и др. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния, для полюсности P₁=2. Обмотка выполнена в 33 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками с шагами по пазам Y_пI=7-2(I-1) для двухкатушечных групп второй, шестой, десятой и Y_пK=8-2(K-1) для остальных трехкатушечных групп, 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, содержит в первой фазе группы первую, четвертую, седьмую, десятую и их катушки соединены последовательно в первую и вторую звезды фазы при встречном включении катушек четных групп относительно катушек нечетных групп. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для второй фазы и в восемь групп для третьей фазы. I=1...2 и K=1...3 - номера катушек в двух- и трехкатушечных группах. В звезды фазы включены для ее групп катушки с номерами K=1 - в первую звезду, K=3, и I=2 - во вторую звузду, а остальные катушки групп фазы соединены последовательно в дополнительную ветвь, начало которой

1Г,ЗГ,4Г, 5Г,

7Г,8Г,9Г, 11Г,

12Г

,ЮГ

-0,9898

-0,2817

0,7558

-0,7558

0,2817

w c-wk

WK С -W.

01 А

т ez Я

OeJ

.4

9Г ЮГ ПГ

Фиг. 1

W -%

i&

№

Жн K l

Фиг. 5

П