Электромашинная совмещенная обмотка для ротора Советский патент 1991 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может применяться в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Цель изобретения - расширение области применения и улучшение электромагнитных параметров путем снижения дифференциального рассеяния для полюсности pi.

На фиг.1 изображена схема одной фазы (Р1-0) предлагаемой трехфазной обмотки с Р2 6; на фиг.2-4 - чередования фазных зон

трехфазной обмотки (при 36 пазах) для полюсности pi 1 (фиг.2), pi 3 (фиг.З), pi 4 (фиг.4); на фиг.5 - многоугольники МДС трехфазной обмотки (при 36 пазах) для полюсности pi 1 (наружный 36-угольник), pi- 3 (12 - угольник), pi 4 (9 - угольник), ра 6 (внутренний 6 - угольник); -на фиг.6-9 - диаграммы ЭДС фазы Р1-0 для полюсности р2 6 (фиг.6); pi 1 (фиг.7), pi 3 (фиг.8), рь 4 (фиг.9).

Обмотка выполнена двухслойной в 36К пазах, трехфазной для полюсности р2 6 (фазы соединены в звезду), из 36 катушечных групп, и каждая фаза содержит 12

х| О О О 00

ю

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 и РЗ-0 - на фиг.1 не показаны) имеют нумерацию групп по рядам 3+Зк и 5+5к, где k 0, 1, 2... (2р2 - 1 11). В первой фазе (фиг, 1) начала групп 1 + 18с 1, 19 и концы групп 10+ 18с 10,28 соединены в зажим начала фазы (Р1), концы групп 1 + 18с, 4 + 18с 4,22 и начала групп 10 + 18с, 13 + 18с 13,31. соединены вместе, концы групп 13 + 18с 7 16 + 18 с 16, 34 и начала групп 4 + 18с, 7 + 18с 7, 25 соединены вместе, а концы групп 7+ 18с и начала групп 16 + 13с соединены в нулевую точку звезды (0), где с 0 и 1. Чередования фазных зон на фиг.2-4 соответствуют обмотке при 36 пазах (k 1), фазные зоны для трехфазной полюсности р2 6 обозначены как A, Z, В, X, С, Y, а для многофазной полюсности pi 1, 3, 4 приняты те же обозначения с добавлением значков (I), (II), (III), (IV), (V)- см. вектора ЭДС токов фазных зон в центре фиг.5, На фиг.6-9 векторам ЭДС приписаны номера катушечных групп.

Из фиг.6 диаграммы ЭДС фазы Р1-0 для полюсности р2 6 видно, что фаза имеет as 2 р2/3 4 ветви и выполнена с уравнительными соединениями между равнопо- тенциальными (для р2 6) точками ветвей, причем уравнительные токи от ЭДС поля с .этой полюсностью в контурах ветвей не протекают.

Из фиг.7-9 диаграмм ЭДС фазы Р1-0 для полюсности pi 1 (фиг.7), pi 3 (фиг,8), 4 (фиг.9) видно, что эта фаза образует т -фазную короткозамкнутую систему, причем на зажимах Р1-0 отсутствует ЭДС от поля с этой полюсностью. Катушки обмотки имеют шаги по пазам (при 36 пазах и К 1): Yn 10K - 1 9 для pi/p2 1/6 (фиг.2); Yn 4К - 1 3 для pi/pa 3/6 (фиг.З) и pi/pa 4/6 (фиг.4), при этом обмоточные коэффициенты равны: Коб1/К0бб 0,7071/1,0 при pi/p2 1/6. К0бЗ/Кобб 0,7071/1,Оприр1/р2 3; К0б4/Кобб 0,866/1,0.при pi/p2 4/6. Если обмотку выполнять в Z 36K 72 (К 2) пазах, то шаги ее катушек равны (при концентрических двухслойных катушках - средний шаг Yn): при pi/p2 1/6- Yn 10К-1 19; при pi/pa 3/6 и 4/6 - Yn 4К -1 7.

Электромагнитные параметры предлагаемой обмотки для трехфазной полюсности D2 6 и многофазной полюсности pi определялись по многоугольникам МДС (фиг.5) путем вычислений: квадрата средне ЈЈ, квадго радиуса пазовых точек R g

рата радиуса окружности для основной

гармонической МДС R (Z Коб/рл:) и коэффициента дифференциального рассеяния

стд ( Rg/R2 - 1 ) 100 % . Для полюсности Р2 6 обмотки по фиг.2-4 имеют шестиугольник МДС, построенный (для 1/6 повторяющейся части обмотки) в центре фиг.5, откуда Оде 9,66%. Для многофазной полюсности pi многоугольники МДС построены по вспомогательным равнобедренным треугольникам, боковые стороны которых наклонены к основаниям под углом а 45° (при pi 1 и 3). а 30° (при pi 4) - см. фиг.5. Вычисления по многоугольникам МДС дают результаты: при pi 1 Rg21 (cos 45°) sin 5° )2 ; Ri2 (36 0,7071 In)2 и Од1 0,259%; при pi 3 Rg23 - (cos 45°/sln15°)2; Ra2 (36 0,7071/3)2 и ад3 2,318%; при pi 4 Rg42 (cos 30°/sin 20°)2; Я42 (360,866/4л:)2иОд4 4,17%. Величины Од для многофазной короткозамкнутой части совмещенной обмотки показывают высокие электромагнитные свойства вследствие низкого содержания в кривых МДС высших гармонических.

Таким образом, по сравнению с известной обмоткой, позволяющей выполнять фазу с Э2 Р2 ветвями, предлагаемая обмотка имеет 32 2р2/3 ветвей, расширенную область применения и улучшенные электромагнитные параметры для полюсности pi 1, 3, 4, Увеличение числа уравнительных соединений способствует снижению магнитного шума совмещенной электрической машины с предлагаемой обмоткой.

Обмотка может применяться на роторе одномашинных преобразователей частоты 60/400, 50/150, 60/150 Гц, выполняемых в конструкции серийных асинхронных машин с фазным ротором. Такие преобразователи характеризуются простотой конструкции и изготовления, высокими энергетическими показателями, высокой степенью использования как активных, так и конструктивных материалов.

Формула изобретения

Электромашинная совмещенная обмотка для ротора одномашинного преобразователя частоты с числами пар полюсов двигательного и 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 6р2 катушечных групп, соединенных в каждой фазе в параллельные ветви, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения и улучшения электромагнитных параметров путем снижения дифференциального

рассеяния фаз полюсности pi, обмотка выполнена с полюсностью р2 б в 36К в 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 + 18с и концы групп 10+ 18с соединены в зажим начала фазы, концы групп 1 + 18с, 4+18с и начала групп 10 +18с, 13 + 18с соединены вместе, концы групп 13 + 18с, 16+ 18си начала групп4+ 18с, 7+ 18с

0

соединены между собой, а концы групп 7 + 18с и начала групп 16 + 18с 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 pi 1, 3, 4; К 1,

2, 3; с 0 и 1, а шаг катушек Yn 10K,- 1

при pi 1; Yn 4К - 1 при pi 3 и pi 4.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к совмещенным обмоткам электрических машин. Целью изобретения является расширение области применения и улучшение электромагнитных параметров путем снижения дифференциального рассеяния фаз полюсности pi. Электромашинная совмещенная обмотка для ротора одномашинного преобразователя частоты выполнена многофазной корот- козамкнутой для полюсности pi и трехфазной для полюсности р2. Обмотка выполнена двухслойной из 6р2 катушечных групп. В первой фазе начала групп 1 + 18с и концы групп 10 + 18с соединены в зажим начала фазы, концы групп 13+ 18с, 4+ 18с и начала групп 10+ 18с, 13 + 18с соединены вместе, концы групп 13 + 18с, 16 + 18с и начала групп 4 + 18 с, 7+18с соединены между собой, а концы групп 7+ 18с и начала групп 16 + 18с соединены в нулевую точку звезды, причем для других двух фаз номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в две группы для второй фазы и четыре группы для третьей фазы, где с 0 и 1. 9 ил. со с

5 7 9 11 13 15 П

Фиг.З

15 Я 13

18

11

19

го

зо зГзГзз я Фиг.5

Фиг.1

19 21 Щи г. Z

23 25 27 29 31 33 J5

Фиг. 4

11

10

8

35

P,G

Р,Э

13 25

О

ФигЛ