Трехфазная полюсопереключающая обмотка на 1,2 и 4 пары полюсов Советский патент 1991 года по МПК H02K17/14 

(Л

С

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к полюсопереключаемым обмоткам электрических машин. Целью изобретения является упрощение управления числом пар полюсов. Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов выполнена двухслойной, трехзонной, состоит из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в 12 катушечных групп по S рядом лежащих последовательно согласно включенных катушек, соединенных в 12 одинаковых частей с номерами А1, А2, A3, А4, В1, В2, ВЗ, В4, С1, С2, СЗ, С4. Причем, указанные части образованы соответственно катушечными группами 1, 10,4,7.5,2,8, 11:9. 6, 12. 3. Обмотка снабжена четырьмя переключателями. Указаны соединения катушечных групп с выводами переключателей. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электромашиностроении для создания трехфазных трехскоростных короткозамк- нутых асинхронных двигателей с 1, 2 и 4 парами полюсов и одной статорной обмоткой, предназначенных для привода механизмов с постоянной мощностью - колесных пар, механизмов главного движения станков и т.д.

Целью изобретения является управление числом пар полюсов.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой обмотки: на фиг.2 - векторные диаграммы катушечных ЭДС обмотки при и , на фиг.З - схема-развертка предлагаемой обмотки при , , у гз 3.

Через А1, А2, A3, А4, В1, В2. ВЗ, В4, С1. С2, СЗ, С4 обозначены 12 частей обмотки, а

в скобках указаны номера катушечных групп, входящих а состав соответствующих частей обмотки; через П1 обозначен двухполюсный переключатель и через П2, ПЗ. П4 - трехполюсные переключатели, используемые для управления числами пар полюсов, через А, В, С обозначены внешние выводы обмотки. Стрелки внизу переключателей указывают направление перемещения их подвижных контактов при включении обмотки на указанное рядом со стрел кой число пар полюсов. При указанном (фиг.1) исходном положении переключателей схема подготовлена для включения обмотки на 4 пары полюсов, а включение производится подачей трехфазного напряжения на зажимы А, В, С.

На фиг.2 цифрами от 1 до 12 обозначены номера катушек, к которым относятся соответствующие векторы ЭДС для обмотки, вы3

о

3

полненной с и . Так как при номера катушек совпадают с номерами катушечных групп, то цифры 1-12 (фиг.2) обозначают и номера катушечных групп. Одним, двумя и тремя штрихами (фиг.2) обозначены векторы ЭДС катушки {а при S 1 - векторы ЭДС катушечных групп), которые включены последовательно согласно схемы фаз А, В, С соответственно,

На фиг.З цифрами от 1 до 24 обозначены номера катушек, а буквами Н и К обозначе ны выводы от начал и концов частей обмотки, обозначения которых указаны справа от указанных букв.

Предлагаемая обмотка (фиг.2) является симметричной, имеет целое число катушек на фазную зону и поэтому не создает низших пространственных гармоник МДС.

При всех включениях обмотка является трехзонной, поэтому при и кривые МДС Fi(x) и Fa(x) содержат четные высшие пространственные гармоники МДС; при шаг обмотки равен полюсному делению (у тз 3), поэтому кривая МДС Рз(х) четных высших гармоник не содержит.

Полученное на основании фиг.2 распределение катушечных групп по фазам для различных чисел пар полюсов приведено в табл.1, при этом в каждую фазу включаются послздовательно согласно 4 катушечные группы (четыре части), а фазы соединены в звезду с одной параллельной ветвью в каждой фазе.

Представленная электрическая схема (фиг.1) реализует распределение катушечных групп по фазам, приведенное втабл,1,

Предлагаемая обмотка создает ДМС с периодом 2 TI тгОа- при распределении по фазам КГ согласно фиг.2а; с периодом 2 Тч-71 Da/2 - при распределении КГ по фазам согласно фиг.26 и с периодом 2тз л:Оа/4 - при распределении КГ по фазам согласно фиг 2в. Отсюда следует, что обмотка создает основное магнитное поле с числами пар полюсов

Р,л: Ра

2 Т

где ,2,3,

Pi Р2

1;

JTDa

2Ti

л: Ра nD

2 Т2Я Da/2

а

2;

р. 4- Рз 2 тз 4

Предлагаемая обмотка работает следующим образом

При установке переключателей П1, П2, ПЗ, П4 в верхнее положение (фиг.1) замыкаются средние и верхние контакты переключателей и катушечные группы, и части

обмотки распределяются по фазам так. как указано в столбце 4 табл.1, При подаче на входные зажимы А, В, С трехфазного напряжения по обмотке протекают синусоидальные токи и она создает в воздушном зазоре

магнитное поле с 4 парами полюсов, которое вращается с угловой скоростью

гч(3) 60 ЫРз 6050/4 750 об/мин, где f 50 Гц - частота сети;

Рз 4 - число пар полюсов обмотки.

При переключении переключателей П1, П2 и П4 в нижнее по фиг.1 положение замыкаются средние и нижние контакты этих переключателей, а переключатель ПЗ остается в верхнем положении, При этом катушечные

группы и части обметки распределяются по фазам так, как указано в столбце 3 табл.1, и в воздушном зазоре двигателя возникает магнитное поле с 2 парами полюсов, вращающееся с угловой скоростью:

m(2)60 -ft/Pa 60-50/2 1500 об/мин.

При переключении переключателя П1 в верхнее положение и остальных переключателей в нижнее (фиг.1) положение замыкаются средние и верхние контакты

переключателя П1, средние и нижние контакты остальных переключателей и катушечные группы и части обмотки соединяются так, как указано в столбце 2 табл.1. При этом обмотка создает магнитное поле, вращающееся с угловой скоростью

ш(1) 60 -fi/Pi 6050/1 3000об/мин, Тем самым обеспечивается ступенчатое регулирование угловой скорости двигателя в отношении rn(3):ni(2):ni(3): 1:2:4.

Направление вращения магнитного поля при всех трех включениях одинаково. В случае необходимости направление вращения двигателя при любом включении может быть изменено путем изменения положения

переключателя П1 по сравнению с указанным:

М М/МБ В дмакс Коб Р2 Р2/Р2Б - М Р/Рмакс

В Омакс - В Омакс/3 Одоп .

где (5(Zi -Qn -Kan) X

Х(доп ) Sin/f; .

QЈ & 1/РМакс ,

л°г макс

slnp-cos i.

Результаты расчетов приведены а табл.2, из которой видно, что применение предлагаемой обметки обеспечивает существенное упрощение схемы управления

{табл. 2) при некотором увеличении располагаемой мощности двигателя в приводах с Р2 sonst и уменьшении расхода меди благодаря сокращению шага обмотки. Основным преимуществом предлагаемой обмотки перед известными обмотками на 1, 2 и 3 пары полюсов, предназначенными для принодов постоянной мощности, является простота схзмы управления, которая характеризуется минимальным числом пар контактов.

Форм.ула изобретения Трехфазная полюсопереключающаяся обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов, двухслойная, трехзонная, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в 12 катушечных групп по S рядом лежащих последовательно согласно включенных катушек и соединенных в 12 одинаковых частей с номерами А1, А2, A3, А4, В1, В2, ВЗ, В4, С1, С2, СЗ, С4 с выводами от их начал и концов, отличающаяся тем, что, с целью упрощения управления числом пар полюсов, катушечная группа с номером 1 включена в часть А1, катушечная группа с номером 10 включена в часть А2, катушечная группа с номером 4 включена в часть A3, катушечная группа с номером 7 включена в часть А4, катушечная группа с номером 5 включена в часть В1, катушечная группа с номером 2 включена в часть В2, катушечная группа с номером 8 включена в часть ВЗ, катушечная группа с номером 11 включена в часть В4, катушечная группа с номером 9 включена з часть С1, катушечная группа с номером 6 включена в часть С2, катушечная группа с номером 12 включена в часть СЗ, катушечная группа с номером 3 включена в часть С4, обмотка снабжена четырьмя переключателями, первый из которых двухполюсный с двумя группами выводов (первый , и второй) с тремя выводами в каждой группе - первым крайним, средним и вторым крайним с возможностью замыкания цепи между средним и первым крайним или средним и вторым крайним выводами, второй, третий и четвертый переключатели трехпо- люсные, имеют по три группы выводов - первую, вторую и третью, с тремя выводами в каждой группе первым крайним, средним

и вторым крайним, с возможностью ззмыкз- НИР цепи мехчду средним и первым крайним или между средним и вторым крайним выводами, причем начало части А1 соединено с

внешним выводом А, начало частей В1 и С1 соединены с первым и вторым средними выводами первого переключателя соответственно, концы частей А1, В1, С1 соединены с первыми крайними выводами первой, второй и третьей групп второго переключателя соответственно, начала частей А2, В2 С2 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго переключателя соответственно, а их концы - с первым

крайними выводами первой, второй третьей групп третьего переключателя соответственно, начала частей A3, ВЗ, СЗ соединены с первым, вторым и третьим средними выводами ретьего переключателя соответствечно, а их концы - с первыми крайними выводами первой, второй и третьей групп четвертого переключателя соответственно, начала частей А4, В4, С4 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами

четвертого переключателя соответственно, а их концы соединены вместе, переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый и второй средние выводы первого переключателя с внешними выводами В и С

соответственно, первый крайний вывод первой группы первого переключателя с вторым крайним второй группы и второй крайний первой группы с вторым крайним выводом второй группы того же переключателя, первый крайний вывод первой группы второго переключателя - с вторым крайним второй группы, первый коайний вывод второй группы - с вторым крайнми выводом третьей группы и первый крайний вывод

третьей группы - с вторым крайним выводом первой группы того же переключателя, вторые крайние выводы первой группы третьего и четвертого переключателей - с первыми крайними выводами второй группы, вторые крайние вь.воды второй группы -с первыми крайними выводами третьей группы и вторые крайние выводы третьей группы - с первыми крайними выводами первой группы третьего и четвертого переключателей соответственно, где S - нату- ральное число.

Число выводов на схему управления

(38 пар контактов) 18

Т а б л и ц а 1

(31 пара контактов) 18

Имеются

Имеются Имеются

Барабанный переключателе (АО пар контактов)

21

Имеются

Имеются Нет

4 переключателя (22 пары контактов)

18

//,

) 1 3 ; /P.JЮ

зм/г

/У

0.,.

#А-2;д,-/

6) РЗ ; fy 3; /

К А Л-А АЛЛ / /, / ,/ л лч/ч л , / /л А

/ч / / / /-, л ); X л X у ;

ITrr rAAYffrrlf

/ 2 3 4 S

В 7 8 9 Ю ff f2 0 /S /Ј // tt 19 20 ё S3 23 &

cbuz.3