Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 8 пар полюсов Советский патент 1991 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электромашиностроении для создания двухскоростных асинхронных двигателей с Зи8 парами полюсов, предназначенных для привода насосов, вентиляторов, колесных пар электроподвижного состава, подъемных механизмов, устройств автоматики.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей обмотки.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема обмотки; на фиг. 2а и б-вектор- ные диаграммы катушечных ЭДС обмотки для 3 и 8 пар полюсов соответственно при 8 1, Z 144; на фиг. 3 - схема обмотки при , 2 144.

Через А1, А2, A3, 81. 82. ВЗ, С1, С2, СЗ на фиг. 1 обозначены 9 частей обмотки,через П1 и П2 - первый и второй трехполюс- ные выключатели соответственно, а через ПЗ - трехполюсный переключатель. В скобках указаны номера катушечных групп (КГ), входящих в состав соответствующих частей обмотки. Знак - означает встречное включение катушечной группы. Через А, В, С обозначены внешние выводы обмотки, Цифрами от 1 до 144 на фиг. 2 обозначены номера катушек, к которым относятся векторы ЭДС. Одним, двумя и тремя штрихами на фиг. 2 обозначены векторы ЭДС катушек, включенных согласно в схемы фаз А,В, С соответственно; одним, двумя и тремя

о to

о 41

штрихами с поперечным штрихом обозначены векторЫ| ЭДС катушек, включенных встречно в схемы фаз А, В и С соответственно. Цифрами 1-144 на фиг. 3 обозначены номера катушек, а буквами Н и К обозначены начала и концы соответствующих частей обмотки.

Начала частей А1, В1, С1 соединены с внешними выводами обмотки А, В, С соответственно, концы частей А1, А2, В1, В2, С1, С2, соединены с началами частей А2, A3, В2, ВЗ, С2, СЗ соотвественно, нижние выводы выключателя Ш соединены с концами частей А1, В1, С1, соответственно нижние выводы второго выключателя П2 соединены с концами частей А2, В2, С2 соответственно, средние выводы переключателя ПЗ соединены с концами частей A3, ВЗ, СЗ соответственно, третий, первый и второй верхние выводы первго выключателя П1, второй, третий и первый верхние выводы второго выключателя П2, третий, первый и второй правые выводы переключателя ПЗ соединены с началами частей А1, В1, С1 соответственно, правый вывод каждой группы переключателя ПЗ соединен с левым выводом следующей его группы, каждая из частей А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ состоит из последовательно включенных катушек групп с номерами: 1,2,3,-28,-29,-30,55,56,57,-82, -83, -84,109,110,111,-136 в части А1; 19,20,21,-46,-47,-48,73,74,75,-100, -101, -102,127,128,-137,-138 в части А2; -10, -11,-12,37,38,39,-64,-65,-66, 91,92, 93, -118, -119, -120,129 в части A3; 25,26,27,-52,-53, -54,79,80,-89, -90,115,116,117, -142.-143, -144 в части В1; -16,-17,-18,43,44, 45, -70.-71, -72,81,-106,-107, -108,133,134,135 в части В2; 7,8,9,-34,-35, -36, -61,62,63-88, 97,98,99, -124,-125,-126 в части ВЗ; -22.-23.-24.33, -58, -59, -60,85,86,87-112, -113,-114,139,140,141 в части С1; 13,14,15,-40,49,50,51,-76,-77, -78, 103, 104, 105.-130-131.-132 в части С2; -4,-5, -6,31,32-41 -42,67,68,69-94-95-96,121, 122,123 в части СЗ, причем знак - перед номером катушечной группы означает ее встречное включение, а в каждую катушечную группу входит S последовательно согласно включенных рядом лежащих катушек (,2,3...).

Обмотка работает следующим образом, При замыкании выключателей П1 и П2 и установке переключателя ПЗ в левое по схеме на фиг. 1 положение обмотка соединяется по схеме Л3, причем в фазу А входят параллельно включенные части А1, ВЗ, С2,

в фазу В - параллельно включенные части

81,А2, СЗ, в фазу С - параллельно включенные части С1, В2, A3. При подключении к сети обмотка создает основное вращающееся поле с тремя парами полюсов. При размыкании выключателей П1 и П2 и установке переключателя ПЗ в правое по схеме на фиг. 1 положение обмотка соединяется по схеме Л, причем в фазу А входят последовательно

соединенные части А1, А2, A3, в фазу В - последовательно соединенные части В1,

82,ВЗ, в фазу С - последовательно соединенные части С1, С2, СЗ. При подключении к сети обмотка создает в этом случает основное вращающееся поле с 8 парами полюсов. Сравнение энергетических показателей полюсопереключаемых обмоток проведем, используя следующие формулы:

20 М М/МБ Вбтах-К0б1; Р2 Р2/Р2Б $/Р; Вб,тах В бтах/В б, доп; МБ

Da lez Qn Кзп j ВБ.ДОП sin/:,

где Da , б -диаметр и расчетная длина якоря двигателя;

z, Qn, Кзп - число пазов, площадь паза и коэффициент заполнения паза статора медью соответственно; j - плотность тока; /3 (B6AFi); sin /3 « cos p;

Р2Б MG fife (1 -s); ОБ wi ;

s - скольжение.

Результаты приведены в таблице. Из таблицы видно, что по сравнению с

обмоткой-аналогом предлагаемая обеспечивает на 17% (0,092/0,0783 1,17) боль- шую мощность в приводах постоянной мощности и на 56% (0,736/0,47 1,56) больший момент в приводах постоянного момента. По сравнению с обмоткой-прототипом предлагаемая обеспечивает в 2,36 раза (0,736/0,312 2,360 больший момент в приводах постоянного момента, путем выбора шага предлагаемой обмотки равным диаметральному при меньшей полюсно- сти удается избежать наличия четных пространственных гармоник в кривых МДС обмотки при обоих числах пар полюсов. 06мотка-прототип не обеспечивает такой возможности, так как она является трехзонной при обоих числах пар полюсов, а отношение чисел пар полюсов, неравное целому нечетному числу (3:8) исключает возможность избежать наличия четных гармоник при обоих включениях путем выбора соответствующего шага обмотки. Отсутствие четных гармоник в кривой МДС предлагаемой обмотки уменьшает потери в роторе

двигателя от токов, наводимых этими гармониками поля в короткозамкнутой обмотке ротора, улучшая тем самым энергетические показатели двигателя. Кроме того, отсутствие четных гармоник приводит к уменьшению провалов и искажений кривой результирующего момента двигателя, что положительно сказывается на пусковых свойствах двигателя.

Таким образом, изобретение,,обеспечи- вая большее значение момента двигателя в приводах постоянного момента и отсутствие потерь от четных пространственных гармоник поля при обоих числах пар полюсов, имеет более высокие энергетические показатели по сравнению с обмоткой-прототипом,

Формула изобретения Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 иi8 пар полюсов, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в катушечные группы, объединенные в 9 частей А1, А2, A3, В1, В2, ВЗ, С1, С2, СЗ, и трехполюсного переключателя, имеющего три группы выводов по три вывода в группе - левый, средний и правый с возможностью замыкания цепи между средним и левым или между средним и правым выводами и снабженного перемычками, замыкающими правый вывод каждой группы с левым выводом следующей группы, причем начала частей А1, В1 и С1 сое ди- енны с внешними выводами обмотки А, В и С соответственно, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических по- казателей, обмотка выполнена из 114 катушечных групп с номерами от 1 до 144 по S последовательно согласно включенных рядом лежащих катушек и снабжена первым и вторым трехполюсными выключателями, имеющими по три группы выводов каждый по два вывода в группе - верхний и нижний с возможностью замыкания цепи между ними, причем катушечные группы с номерами 112,3,-28,-29,-30,55,56157,-82,-83,-84,109, 110,11Ч1-136 включены последовательно в часть А1, катушечные группы с номерами 19,20,21,-46, -47,-48,73,74,75,-100,-101,

-102,127,128,-137,--138 включены последовательно в часть А2. катушечные группы с номерами -10,-11,-12,37,38,39,-64,- 65, -66,91,92,93,-118,-119,-120,129 включены последовательно в часть A3, катушечные группы с номерами 25,26,27, -52,-53,-54,79,80, -89,-90,115,116.117, -142,-143,-144 включены последовательно в часть В1, катушечные группы

с номерами -16.-17, -18,43,44,45,-70,-71, -72,81,-106,-108,133, 134,135 включены последовательно в часть В2, катушечные группы с номерами 7.8,9, -34,-35,-36,61, 62, 63,-88,97,98,99,-124,125,-126 включены

последовательно в часть ВЗ, катушечные

группы с номерами -22,-23, -24, 33.-58,.59-60,85,86,87-112-113.-114, 139, 140,

141 включены последовательно в часть

С1, катушечные группы с номерами

13,14,15,-40,49,50,51,-76,-77. -78,103, 104,105,-130,-131,-132 включены последовательно в часть С2, катушечные группы с номерами -4.-5, -6.31, 32, -41, -42, 67, 68, 69, -94-95, -96, 121,122,123

включены последовательно в часть СЗ, концы частей А1,А2,В1,В2,С1,С2 соединены с началами частей А1,АЗ,В2,ВЗ,С2,СЗ соответственно, третий, перзый и второй верхние выводы первого трехполюсного

выключателя, второй, третий и первый верхние выводы второго трехполюсного выключателя, третий, первый и второй правые выводы терхполюсного переключатель соединены с началами частей А1,В1,С1 соответственно, первый, второй и третий нижние выводы первого трехполюсного выключателя соединены с концами частей А1, В1, С1 соответственно, первый, второй и третий нижние выводы второго трехполюсного выключателя соединены с концами частей А2,. В2.С2 соответственно, первый, второй и третий средние выводы трехполюсного перключателя соединены с концами частей A3, ВЗ, СЗ соответственно, где

знак - перед номером катушечной группы означает ее встречное включение, a S - натуральное число.

Фаг. 1

. ITU i}U

KL ъл ад

МЦ$®

шад,

13587/ Ш8638 КЗ 65 37

wtiSVSUffniM

WS3&47 8f Z I1 V 51 Ш

„ %fl%ttrr№ /J,5/ ш

55

5В

№8436, 1318335,

12981 j& и° щ 30

, w гтл

/w

J7

UK llf/ГК§17: mU3l22$ ioiwM117

Ю5 115 12

/J //4 , 155

,1664

}7BSH

BIK

115

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим машинам, и может найти применение в асинхронных электродвигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. С этой целью предложено выполнить обмотку из 144 катушечных групп, включенных последовательно в девять частей обмотки А1.А2, A3, 81, В2, 83, С12, С2, СЗ и двух трехполюсных выключателей и трехполюс- ного переключателя Части обмотки соединены по три части в фазе, а к концам частей подключены выводы для соединения с коммутационными аппаратами. Выключатели и переключатель снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при трех парах полюсов части А1, С2, ВЗ соединены параллельно и входят в фазу А, части В1, А2, СЗ - параллельно и входят в фазу В, части С1, В2, A3 параллельно и входят в фазу С, обмотка при этом соединена по схеме Л3 . При восьми парах полюсов в фазу А входят последовательно соединенные части А1, А2. A3, в фазу В -- последовательно соединенные части В1, В2, ВЗ, в фазу С - последовательно соединенные части С1, С2, СЗ, обмотка при восьми парах полюсов соединена по схеме Д. 3 ил., 1 табл. (Л С

щ 2бмзо;%&,Щ18

Щ125,ШЩ7Щ35,7, К2,Щ№М7№,ЗЩ 141,ЩЮ5,8ЩЯ,ЭЗ,5

Щ122,04,8ЩЩ32,14

Щ1Я,,13 13д,120,ЩМ,б6,46,ЩТ . ЩЩЮ1Д65Д&

6Л42,60Л98,Ш,Я2

7,25,43,61,79,97,115,133

д,26,М,б2,дО№Пб 1М 9,27,45,83,81,39,117,135

2д,4-6,б4,д2,11Ш,118,138

Фиг. 2

Э№7Щ1Щ127

1 2Щ56&,&МШ

,75,,129

$22,Щ5д,76,&,Ю.Ш 5,2Щ59,77,95,Ш,131

«5 Ч

Г

61 I Jrt|e |fc|si|8

ЧИЖШ1 1Ш1У

,

ь

oa

fL% j j aj|f|fif |i

9-I n n П П «-I П П П П Т,Г«.ГЗ. «ITZ:

iAftfUlsb ireliiB з

s

С-I e

t±

Лй1Ј1Вй «ElfliTiuli elillis

j Uu uTJtLj u u J UX-j u

л

|f ftftj|«ji|$S

8 вйй

rji

ss

. «ITZ:

з

s

С-I e