Полюсопереключаемая двуслойная обмотка переменного тока Советский патент 1991 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может найти применение, например, в электрических двигателях с переключением чисел пар полюсов, совмещенных электромашинных преобразователях энергии.

Целью изобретения является расширение области применения обмотки путем ис- пользования для обеих полюсностей стандартных напряжений электрической сети без дополнительных преобразователей электрической энергии.

На фиг.1 и 2 представлена схема полю- сопереключаемой обмотки; на фиг.З - электрическая схема соединения ветвей

обмотки; на фиг.4-7 - кривые намагничивающих сил обмотки.

Полюсопереключаемая двуслойная обмотка переменного тока на соотношение пар полюсов 2/9 с шагом у 28 состоит из 108 катушек, в которой в первую ветвь первой звезды (A-D) последовательно включены катушки 7, 8, 55, 56, -85, -86, во вторую ветвь этой звезды (B-D) включены катушки 19,20, -49, -50,79, 80 и в третью ветвь (C-D) включены катушки -13, -14, 43, 4,4, 91, 92, в первую ветвь второй звезды (A-D) последовательно включены катушки 1, 2,-31, -32, 61, 62, во вторую ветвь (B-D) - катушки 25, 26, 73, 74,-ЮЗ, -104 и в третью ветвь (C-D)

О 00

w

5 о

-катушки ЗТ, 38, -67, -68, 97, 98, в первую аетнь третье заезды (Л-Е) последовательно включены катушки -29, -30, 59, 60;-89, --90, on вторую ветвь (B--F.) - катушки 23, 24;-53, -54, -101. -102 и в третью ветвь (С-Е)

-катушки --17, -18 , -65, -66, 95, 96, в первую веч вь четвертой звезды (А-Е ) последовательно включены катушки 5, , -36, -83, -84, so вторую Ечетаь (В-Е ) - катушки -47, -48, 77, 78Н07, --108 и в третью ветвь (С-Е1) - катушки -11, -12, 41, 4,-71, -72, в первую ветвь пятой звезды (A-F) последовательно включены катушки 3, 4,-33, -34, 63,- 82, во вторую ветвь (B-F) - катушки 27, -46, 75, 76, -105, -106 и в третью аетвь (C-F) - катушки -10, 39, AQ, -69, -70, 99, в первую ветзь шестой звезды (A-F1) последовательно включены катушки 9, -28, 57, 58, -87, -88, во вторую ветвь (B-F } - катушки 21, 22.-51, -52, 81,-100 и в третью ветвь (C-F )

-катушки -13. -16, 45, -64, 93, 94, знак - перед номерами катушек означав г их встречное включение в ветвях по отношению к катушечным группам, номера которых приведены без знака.

На фиг.З показана электрическая схема полгасопереключаемой обмотка с двумя трехлолюсными переключателями П1, П2 и с двумя однополюсными переключателями ПЗ, П4, с помощью переключающих контактов которых коммутируются начала ветвей A-D1 и А-Е, B-D1 и В-Е, OD1 и С-Е, А-Е1 и A-F, В-Е и В-Р, С-Е1 и C-F, а также нулевые точки второй, четвертой и шестой звезд (D, E1, F1). В узел с отводом А объединены фазные ветви первой, второй , третьей, четвертой, пятой м шестой звезд с выводами от начал катушек 7, 1, 5, 3, 9. и от конца катушки 29. В узел В объединены эетяи с выводами от начал катушек 19, 25, 23, 27, 21 и от конца катушки 47. В узел О ветви с выводами от начала катушки 37 и от концов катушек 13,17, 11, 10, 15, а нулевые точки сбразовань у первой звезды (вьшод D) ветвями с выводами от начала катушки 86 и от концов катушек 80 и 92, у второй звезды (оывод D1) - выводами от начала катушки 104 и от концов катушек 62 и 98, у третьей звезды (вывод Е) - выводами от начал катушек 90 и 102 и от конца катушки 96, у четвертой звезды {вывод Е ) выводами от начал катушек 84,108 и 72, у пятой звезды (вывод F) - выводами от начал катушек 82, 106 и отяонца катушки 99, у шестой звезды (вывод F) - выводами от начал катушек 88, 100 и от конце катушки 94.

При подключении трехфазной системы напряжений к зажимам А, В, С (контакты переключателей П1 и П2 замкнуты, а контакты 1@реключзтолей ПЗ и П4 разомкнуты) в

воздушном зазоре возникает четырехпо- люсная вращающаяся магнитная волна, а при питании зажимов D, E, F также от трехфазной сети ( контакты переключателей П1 и

П2 разомкнуты, а контакты переключателей ПЗ и П4 замкнуты) - восемнадцатиполюсная вращающаяся волна. Картины намагничивающих сил, создаваемые полюсопереключа- емой обмоткой, показаны на фиг.4 и 5.

0 При подключении трехфазной системы напряжений к зажимам А, В, С (контакты переключателей П1 и П2 замкнуты, а контакты переключателей ПЗ и П4 разомкнуты) в воздушном зазоре возникает четырехпо5 люсная вращающаяся магнитная волна, а при питании зажимов D, F от двух фаз трехфазной промышленной сети с нулевым отводом (контакты переключателей П1, П2 и ПЗ разомкнуты, а контакты переключателя П4

0 замкнуты)- восемнадцатиполюсная вращающаяся волна. Картины намагничивающих сил, создаваемые полюсопереключаемой обмоткой, показаны на фиг.б и 7,

Предлагаемая обмотка со стороны де5 вяти пар полюсов является симметричной, а со стороны двух пар полюсов расхождение вектора ЭДС (создаваемых четырехпо- люсной вращающейся волной индукции поля) одноименных ветвей первой и вто0 рой звезд относительно пятой и шестой, пятой и шестой относительно третьей и четвертой звезд составляет 3,33°, по амплитуде вектора ЭДС ветвей первой, второй, третьей и четвертой звезд одинаковы

5 и превышают ЭДС ветвей пятой и шестой звезд на 0,435%, Однако, несмотря на указанное расхождение векторов ЭДС в вет- аях каждой из фаз, со стороны двух пар полюсов обмотка является симметричной

0 по отношению к источнику питания, так как в ветвях соответственно первых, вторых, третьих, четвертых, пятых и шестых трехфазных звезд ЭДС образуют совершенно симметричные трехфазные системы. Обмо5 точные коэффициенты полюсопереключаемой обмотки c2pi - 2р2 - полюсной стороны соответственно равны К0б1 0,954 и Коб2 0,836.

Предлагаемая полюсопереключаемая

0 обмотка в отличие от известной при выполнении на одном и том же магнитопроводе из катушек с одинаковыми числами витков имеет соотношения чисел пар полюсов 9:2 и чисел витков отдельных фаз 2:1 вместо со5 ответственно 9:2 и 1:2, т.е. номинальные напряжения обмотки со стороны обеих по- люсностей в первом случае отличаются в 2,25 раз, а во втором - в 9 раз. Это отличие номинальных напряжений предлагаемой обмотки со стороны одной и другой полюсности в 2,25 раз (а не в 9 раз) позволяет при соответствующем проектировании электрической машины подключить ее к стандартному ряду напряжений электрической сети, отличающихся между собой в 1,73 раза (например, 127, 220, 380, 660 В, 6, ЮкВ и др.), что исключает необходимость введения дополнительного преобразователя электрической энергии и расширяет область промышленного использования обмотки. Формула изобретения Полюсопереключаемая двуслойная обмотка переменного тока, состоящая из равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек одинакового шага, объединенных в шесть трехфазных звезд, одноименные фазные ветви которых подключены к отдельным выводам, образующим одну систему, соответствующую одной

полюсности, а нулевые точки подключены к выводам, образующим другую систему, соответствующую второй полюсности, обмотка на соотношении чисел пар полюсов 2/9 выполнена из 108 катушечных групп с порядковыми номерами от 1 до 108 и снабжена двумя трехполюсными переключателями между звездами второй и третьей, четвертой и пятой, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем использования для обеих полюсно- стей стандартных напряжений электрической сети без дополнительных преобразователей электрической энергии, в первую ветвь первой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 7, 8, 55, 56, -85, -86, во вторую ветвь первой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 19, 20, -49, -50, 79,80 и в третью ветвь первой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами -13, -14,43,44,91,92, в первую ветвь второй звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 1, 2. -31, -32, 61, 62, во вторую ветвь второй звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 25, 26, 73, 74, -103,

-104 и в третью ветвь второй звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 37, 38, -67, -68, 97, 98, в первую ветвь третьей звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами -29, -30, 59, 60, - 89, -90, во вторую ветвь третьей звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 23, 24, 53, -54, -101, -102 и в третью ветвь третьей звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами -17, -18, -65, -66, 95, 96, в первую ветвь четвертой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 5, 6, -35, -36, -83, -84, во вторую ветвь четвертой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами -47, -48, 77, 78, -107, -108 и в

третью ветвь четвертой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами -11, -12, 41. 42, -71, -72, в первую ветвь пятой звезды последовательно включены катушечные группы с

порядковыми номерами 3, 4, -33, -34, 63, -82, во вторую ветвь пятой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 27, -46, 75, 76, - 105, -106 и в третью ветвь пятой звезды

последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами -10, 39, 40, -69, -70,99, в первую ветвь шестой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 9, -28, 57,

58, -87, -88, во вторую ветвь шестой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами 21, 22, - 51. -52. 81, -100 и в третью ветвь шестой звезды последовательно включены катушечные группы с порядковыми номерами -15, -16, 45, -64, 93, 94. в обмотку введены два однополюсных переключателя между нулевыми точками соответственно второй и четвертой звезд, второй и шестой звезд,

перед номерами катушечных групп означает их встречное включение в ветвях по отношению к катушечным группам, номера которых приведены без знака.

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение, например, в электрических двигателях с переключением чисел пар полюсов, совмещенных электромашинных преобразователях энергии. Целью изобретения является расширение области применения путем использования для обеих полюсностей стандартных напряжений электрической сети без дополнительных преобразований электрической энергии. Полюсопереключа- емая обмотка содержит 108 равновитковых катушечных групп одинакового шага, равномерно распределенных по пазам магчи- топровода. Катушки сгруппированы по ветаям, которые соединены в шесть трехфазных звезд. Одноименные выводы этих звезд образуют группу, соответствующую одной полюсности, а нулевые точки - группу выводов, соответствующую другой полюсности. К группе выводов, соответствующей меньшей скорости, подключают трехфазную систему напряжений или две фазы промышленной трехфазной сети. 7 ил. 1Л С

1 г з ч s 6 т з ю it I о ш is if ч « го и г ii is 26 28 w o 11 jj н зч js эе « о MI чг чг tir ч щ w sa я гг п я

3

ОН Ј891

шдгытгашш

ШЕШЗЕШ

ls f« iM№ jlHfeM iran

fat Ј

Риг 7