Электромашинная совмещенная обмотка ротора Советский патент 1991 года по МПК H02K3/22 

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может быть применено в асинхронных и асинхронно- Синхронных одномашинных преобразователях частоты.

Цель изобретения - расширение области применения, а также улучшение электромагнитных параметров.

На фиг.1 изображена упрощенная схема одной фазы Р1-0 предлагаемой трехфазной обмотки с на фиг.2-4 - чередования фазных зон трехфазной обмотки (при 36 пазах) для полюсности (фиг.2), (фиг.З), (фиг.4); на фиг.5 - многоугольники МДС для полюсности (наружный 36-угольник), (18-угольник), (9-угольник), (внутренний 6-угольник); на фиг.6-9 - диаграммы ЭДС фазы обмотки Р1-0 для полюсности (фиг.6), (фиг,7), (фиг.8), (фиг.9).

Предлагаемая обмотка выполнена двухслойной в 36К пазах с полюсностью ,

ON ON GO

О Ю Ю

трехфазной из 36 катушечных групп с соединением фаз звездой. Фаза содержит 12 групп, показанных (для фазы Р1-0) условно в виде зачерненных прямоугольников на фиг.1 с их нумерацией по ряду 1+3k, а две другие фазы (Р2-0, РЗ-0 на фиг.1 не показаны) имеют нумерацию групп по рядам 3+Зк и 5+3k, где ,1,2,... (2p2-1 11).

В первой фазе (фиг.1) начала групп 1+12с 1, 13, 25 соединены в зажим начала фаз (Р1), концы групп 1+12с и 1+12с 10, 22, 34 соединены вместе, начала групп 10+12с и 7+12с 7, 19, 31 соединены вместе, концы групп 7+12с и 4+12с 4, 16, 28 соединены вместе, а начала групп 4+12с соединены в нулевую точку звезды (0), где ,1,2. Для двух других фаз номера групп чередуются с интервалами в две и четыре группы. Чередования фазных зон на фиг.2-4 соответству- ют обмотке при 36 пазах, фазные зоны для трехфазной полюсности обозначены как A, Z, В, X, С, Y, а для многофазной полюсности ,2,4 приняты те же обозначения с добавлением значков t, II, III, IV, V (см. векторы токов фазных зон в центре фиг.5).

На фиг.6-9 векторам ЭДС приписаны номера групп. На фиг.6 диаграммы ЭДС фазы Р1-0 для полюсности видно, что - фаза имеет 32 2р2/4 3 ветви и выполнена с уравнительными соединениями между рав- нопотенциальными (для ) точками ветвей, причем уравнительные токи от ЭДС поля с этой полюсностью в контурах ветвей не протекают. Из фиг.7-9 диаграмм ЭДС фазы Р1-Одля полюсности (фиг.7), (фиг.8), (фиг.9) видно, что эта фаза образует т1 -фазную короткозамкнутую систему, причем на зажимах Р1-0 отсутствует ЭДС от поля с этой полюсностью. Катушки обмотки имеют шаги по пазам (при ): Yn 10K-1 9 для р1/р2 1/6 (фиг.2), для pi/p2 2/6 (фиг.З), для pi/p2 4/6 (фиг.4), при этом обмоточные ко- эффициенты равны: Коб.1/К0б.,7071/1,0 при pi/p2 1/6; коб.2/коб.,0/1,0 при Р1/Р2 2/6; К0б.4/Коб.,866/1,0 при р1/р2 4/6. Если обмотку выполнять, например, в пазах (), то шаги кату- шек по пазам равны (при двухслойных концентрических катушках - средний шаг Yn): при pi/p2 1/6 Yn 10K-1 19; при pi/p2 2/6 17; при pi/p2 4/6 .

Электромагнитные параметры предлагаемой обмотки для трехфазной полюсности и для многофазной полюсности pi определяются по многоугольникам МДС (фиг.5) путем вычислений квадрата среднего

2 1 v4 2

радиуса пазовых точек R g V RЈ;

квадрата радиуса окружности для основной гармонической МДС R(2 Коб/р г) и коэффициента дифференциального рассеяния

Од (Rg/R2 - 1)100%. Для обмотки на фиг.2-4 имеют шестиугольник МДС, построенный (для 1 /6 повторяющейся части обмотки) в центре на фиг.5 по треугольной сетке, откуда Од е 9,66%.

Для многофазной полюсности pi многоугольники МДС построены по вспомогательным равнобедренным треугольникам, боковые стороны которых наклонены к основаниям под углом а 45° при , a 0° при , а 30° при (фиг.5). Вычисления по многоугольникам МДС дают результаты: при pi-1 R i(cos45°/sin5°)2R2i (36 0,7071/я )2 и Од1 0,259%; при

Rq2(1/sin10°)2; R(36- 1.0/2 л)2 и ,011%: при Rl(360,866/jr4 f;

R(cos30°/sin20°)2 и аД4 4,17%.

Величины Од для многофазной корот- козамкнутой части совмещенной обмотки показывают высокие электромагнитные свойства обмотки вследствие низкого содержания в кривых МДС высших гармонических.

Таким образом, по сравнению с известной обмоткой, позволяющей выполнять фазу обмотки с ветвями, обмотка имеет вдвое меньшее число ветвей, расширенную область применения и улучшенные электромагнитные параметры для полюсности ,2,4. Увеличение числа уравнительных соединений (по сравнению с известной обмоткой) способствует снижению магнитного шума совмещенной электрической машины с предлагаемой обмоткой.

Обмотка может применяться в одномашинных преобразователях частоты (ОПЧ), например 60/400 Гц (при р1/р2 1 /6). 50/200 Гц (при pi/p2 2/6), 60/150 Гц (при pl/p2 4/6). Такие ОПЧ выполняются в конструкции серийных асинхронных машин с фазным ротором, отличаются простотой конструкции и изготовления, имеют высокие энергетические показатели и высокую степень использования как активных, так и конструктивных материалов.

Формула изобретения

Электромашинная совмещенная обмотка ротора одномашинного преобразователя частоты с числами пар полюсов двигатель- ногой генераторного полей pi/p2 многофазная короткозамкнутая для полюсности pi, трехфазная для полюсности р2 с соединением фаз звездой и с выводами зажимов начал фаз на три контактных кольца, выполненная двухслойной из бра катушечных групп, соединенных в каждой фазе в параллельные ветви, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения и улучшения электромагнитных параметров, обмотка выполнена с полюсностью в 36К пазах из 36 катушечных групп с номерами от 1 до 36 и каждая из них содержит К катушек со средним шагом по пазам Yn, в первой фазе начала групп 1+12с соединены

0

в зажим начала фазы, концы группы 1+12с и 10+12с соединены вместе, начала групп 10+12с и 7+12с соединены вместе, концы групп 7+12с и 4+12с соединены вместе, а начала групп 4+12с соединены в нулевую точку звезды, причем для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в две группы для фазы второй и в четыре группы для фазы третьей, где ,2,4; ,2,3...; ,1,2, а шаг катушек Yn 10K-1 при при при .

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе. Цель изобретения - расширение области применения и улучшение электромагнитных параметров. Электромашинная совмещенная обмотка ротора выполнена с числами пар полюсов P₁ / P₂ многофазной короткозамкнутой для полюсности P₁, трехфазной для полюсности P₂ с соединением фаз звездой и с выводами зажимов начал фаз на три контактных кольца, содержит 6P₂ катушечных групп с двухслойными катушками и соединена в каждой фазе в параллельные ветви. Обмотка выполнена с полюсностью P₂ = 6 в 36K пазах из 36 катушечных групп с номерами от 1 до 36 и каждая из них содержит K катушек со средним шагом по пазам Y_п. В первой фазе начала групп 1 + 12C соединены в зажим начала фазы, концы групп 1 + 12C и 10 + 12C соединены вместе, начала групп 10 + 12C и 7 + 12C соединены вместе, концы групп 7 + 12C и 4 + 12C соединены в нулевую точку звезды. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в две группы для фазы второй и в четыре группы для фазы третьей, где P₁ = 1, 2, 4

K = 1, 2, 3,...

C = 0, 1, 2, а шаг катушек Y_п = 10K - 1 при P₁ = 1, Y_п = 8K + 1 при P₁ = 2, Y_п = 4K - 1 при P₁ = 4. 9 ил.

. 3 . 5 . 7 , Э . 71 . П 15 , 77 . 19

28

21 23

Фиг. 2

25 27 . 23 37 JJ 55

Фиг.

П

10

А-7

Фиг.9

О

Фиг. 6