Трехфазная двухслойная полюсопереключаемая обмотка Советский патент 1991 года по МПК H02K17/14 

СП

с

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение в электрических двигателях с переключением чисел пар полюсов. Цель изобретения - улучшение использования активных материалов. Полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел пар полюсов 3Q/4Q содержит 72Q катушек одинакового шага, равномерно распределенных по пазам магнитопровода, которые соединяют в схему три трехфазные звезды с девятью дополнительными ветвями. Дано распределение катушек по фазам звезд и дополнительным ветвям. 5 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение, например, в электрических двигателях с переключением чисел пар полюсов.

Целью изобретения является расширение области применения и улучшение использования активных материалов.

На фиг. 1, 2 показана схема обмотки; на фиг. 3 - схема соединения ветвей обмотки; на фиг. 4 и 5 - кривые намагничивающих сил.

Трехфазная двухслойная полюсоперек- лючаемая обмотка при q 1 на соотношение чисел пар полюсов 3/4, с шагом q 12, состоит из 72 катушек, с порядковыми номерами от 1 до 72, которые соединены в схему три трехфазные звезды и три группы по три дополнительные параллельные ветви в каждой, в первую ветвь первой звезды последовательно-согласно включены катушки с

порядковыми номерами 1, 3, 19, 21 и после- дооательно-встречно к ним - катушки с по- рчдковыми номерами 10, 12, во вторую ветвь первой звезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 25, 27, 43, 45 и последовательно- вмречно к ним - катушки с порядковыми номерами 34, 36. в третью ветвь первой звезды последовательно-согласно включены кэгушки с порядковыми номерами 49,51, 67 69 и последовательно-встречно к ним - катушки с номерами 58, 60, в пераую ветвь второй звезды последовательно-согласно вг точены катушки с порядковыми номерами 55 57 и последовательно-встречно к ним - катушки с порядковыми номерами 48, 65, 64, 66, во вторую ветвь второй звезды последовательно-согласно включены ка- туики с порядковыми номерами 7 9 и последовательно-встречно к ним - катушки с

СЬ VJ

СО

го

о

порядковыми номерами 72,17,16.18, в третью ветвь второй звезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 31, 33 и последовательно-встречно к ним- катушки с порядковыми номерами 24, 41, 40, 42, в первую ветвь третьей звезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 37, 39 и последовательно-встречно к ним- катушки с порядковыми номерами 29. 46, 28, 30, во вторую ветвь третьей явезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 61, 63 и последовательно-встречно к ним - к л. ушки с порядковыми номерами 53, 70, 52 54, в третью ветвь третьей звезды после- довательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 13,15 и последова- гельно-встречно к ним- катушки с порядковыми номерами 5, 22, 4, 6, в первую параллельную ветвь первой группы допол- иигельных авсвей- последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 2, 38, во вторую параллельную ветвь последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами -11, -47, в третью параллельную ветвь последовательно-согласно катушки с порядковыми номерами 20, 56, в первую параллельную ветвь второй группы дополнительных ветвей последовательно-согласно включены ка i ушки с порядковыми номерами 26, 62, во вторую параллельную ветвь последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами -35, -71, в третью параллельную вегвь последовательно-со- гласно включены катушки с порядковыми номерами 8, 44, в первую параллельную ветвь третьей группы дополнительных ветвей последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 14,50, во вторую параллельную ветвь последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами -23, -59, в третью параллельную ветвь последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 32, 68, знак - при порядковом номере катушек дополнительных ветвей соответствует их встречному включению по отношению к катушкам, номера которых приведены без знака.

На фиг. 3 показана электрическая схема полюсопереключаемой обмотки, состоящей из трех трехфазных звезд и трех групп по три дополнительных параллельных ветвей в каждой, причем начала первых ветвей всех звезд и концы дополнительных параллельных ветвей с выводами от начала 1-й и от концов 48-й, 28-й катушек, от концов 38-й, 56-й и от начала 47-й катушек, начала вторых«ветвей всех звезд и концы дополнительных параллельных ветвей с выводами от начала 25-й, 7-й и от конца 52-й катушек, от концов 44-й, 62-й и от начала 71-й катушек, начала третьих ветвей всех звезд и концы дополнительных параллельных ветвей с выводами но начала 49 и и от концов 4-й 24-й катушек, от концов 50-й, 68-й и от начала 59-й катушек соответственно объединены в общие точки. В узел с отводом D объединены начала параллельных ветвей первой группы дополнительных ветвей с выводами от начал 2-й, 20-й и от конца 11-й катушек, в узел с отводом Е - начала параллельных ветвей второй группы дополнительных ветвей с выводами от начал 8-й, 26-й и от конца 35-й катушек, а узел F - начала параллельных ветвей третьей группы дополнительных ветвей с выводами от начал 14-и, 32-й и от конца 23-ей катушек, а нулевые точки образованы у первой звезды (вывод А) выводами от концов 21-й, 45-й, 69-й катушек, у второй звезды (вывод В) выводами от начал 66-й, 72-й, 42-й катушек, у третьей звезды (вывод С) выводами от начал 4Ь-й. 70-й, 22-й катушек.

При подключении трехфазного питания к зажимам А, В, С в зоз/зуи ном зазоре возникает вращающаяся агнитнзя волна, а при питании зажимов D, E, F - восьмипо- люсная вращающаяся волна. Картины намагничивающих сил, создаваемые полюсопереключаемой обмоткой, показаны на фиг. 4, 5.

При числе полюсов 2р2 8 в схему включены все 72 катушки, в трех дополнительных параллельных ветвях трех групп соответственно создаются ЭДС, совпадающие по фазе и равные по величине, При числе полюсов 2рт 6 катушки, соединенные в дополнительные ветви, оказываются обесточенными и в схему включены 54 катушки которые объединены в три трехфазнь.л звезды. В контурах, образуемых катушками дополнительных ветвей, уравнитетьные токи отсутствуют при обоих числах полюсов.

Обмотка со стороны 3 пар полюсов является симметричной, а со стороны 4 пар полюсов расхождение векторов ЭДС (создаваемых восьмиполюсной вращающейся волной магнитного поля) одноименных ветвей второй звезды относительно первой, первой относительно третьей звезды составляет 3, 4°, по амплитуде вектора ЭДС ветвей второй и третьей звезд одинаковы и превышают ЭДС ветвей первой звезды на 1,2%. Однако, несмотря на указанное расхождение векторов ЭДС в ветвях каждой из фаз, со стороны восьмипопюсов обмотка является симметричной по отношению к источнику питания, т к. в ветвях, соответственно первых, вторых, третьих трехфазных звезд и в группах дополнительных параллельных ветвей ЭДС образуют совершенно симметричные трехфазные системы, Обмо- точные коэффициенты полюсопереклю- чаемой обмотки с 2pi и 2р2 - полюсной стороны, соответственно, равны К0бм.1 0,778 и Кобм.2 0,82.

Обмотка соединяет в схему три трех- фазные звезды с девятью дополнительными ветвями. Дополнительные ветви увеличивают число витков фазы обмотки со стороны большей полюсности и позволяют использовать в качестве номинального напряже- ния обмотки со стороны обеих полюсностей одно напряжение - напряжение промышленной сети, т.к. в этом случае совпадают кратности чисел пар полюсов и чисел витков, приходящихся на величину фазного на- пряжения с каждой из сторон обмотки (эти кратности, соответственно, равны 3:4 и 18:24). Следствием отмеченного является то, что удается согласовать магнитные индукции, т,е, выбрать одну и ту же величину (принятую для машин нормального исполнения) индукции магнитного поля для обеих полюсностей и этим самым значительно улучшить использование активных материалов электрической машины. Формула изобретения Трехфазная двухслойная полюсопе- реключаемэя обмотка, состоящая из равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек одинакового шага, сгруппированных в схему три трехфазные звезды и три группы дополнительных параллельных ветвей в каждой,из общих точек начал дополнительных параллельных ветвей и из нулевых точек трехфазных звезд выполнены выводы, концы дополнительных ветвей первой, второй и третьей группы и начала первых, вторых и третьих ветвей всех трех звезд соответственно объединены в общие точки, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения и улучшения использования активных материалов, обмотка с отношением чисел

пар полюсов 3q/4q содержит 72q кадушки и имеет три группы по три дополнительные параллельные ветви в каждой, причем в ветви первой звезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами N 72 (q - 1)+ 1 +2 (п - 1 + 12А), N - 72 (q - 1) + 19 + 2 (п - 1 + 12А) и последовательно-встречно к ним включены катушки с порядковыми номерами N - 72 (q - 1) + 10 + 2 (п - 1 + 12А), в ветви второй звезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами N - 72 (q - 1) + 55 + 2 (п - 1 + + 12А) и последовательно-встречно к ним включены катушки с порядковыми номерами

N 72(q-1)448+17(n-1) + 24A,N 72(q- 1)+ + 64 + 2 (п - 1 + 12А), в ветви третьей звезды последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами N 72 (q - 1) + + 37 + 2 (п - 1 + 12А) и последовательно- встречно к ним включены катушки с порядковыми номерами N 72 (q - 1) + 29 + + 17 (п - 1) + 24А. N 72(q-1) + 28 + 2(n - 1 + + 12А) в дополнительные параллельные ветви первой группы последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами N (-1)5 + 2 72 x(q-1) + 2 + + 9S - 36 (n - 1), в дополнительные параллельные ветви второй группы последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами N (-1) (q-1 + 26-(-1)s+29S+36(n-1), в дополнительные параллельные ветви третьей группы последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами N (- 1)s+2 х 72 (q - 1) + 14 + 9S + 36 (n - 1), где q 1, 2, 3, ... (любое целое число), А S+ + Зг - 3qt, S 0, 1,2 соответственно для первых, вторых и третьих ветвей трехфазных звезд и первых, вторых и третьих дополнительных ветвей каждой группы, t О при N 72q и t 1, если при t 0 N 72q, п принимает значения 1 и 2, а г - в диапазоне от 0 до q - 1, знак - при порядковом номере катушек дополнительных ветвей соответствует из встречному включению по отношению к катушкам, номера которых приведены без знака.

ЕЪ ДЬ

CbFQ

фиг, f

К UOi69Kl999S9W(9i9 (9 09 6S 8S U 9S SS 4S 45 К IS 09 6 8 It M Sb W Л НПКК LЈ

г гпф

г

-л

S

Ч

F E

Фаг. 5

Ч

Фиг. 4