Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на Q/4Q пар полюсов Советский патент 1992 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится кэлектромашиностроению и может быть использовано, например,вдвухскоростных полюсопереключаемых двигателях.

Известная трехфазная Полюсопереключаемая обМотка на 2 и 8 полюсов с целым числом пазов на фазную зону шириной ал.рад., соединенная в треугольник при одной паре полюсов и в звезду при четырех парах полюсов, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек и трех трехполюсйых переключателей, каждый из которых имеет три группы выводов с тремя выводами в каждой группе - верхним, средним и нижним.

Недостатком указанной обмотки являeTct сложность аппаратуры управления.

Известна также трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 8 и 2 полюсов, содержащая концентрические разношаговые катушки, которые переключаются по схеме

Недостаток этой обмотки обусловлен сложностью ее изготовления.

Кроме того, известна трехфазная полюсопереключаемая обмотка двухскоростной электрической машины, каждая фаза которой состоит из трех ветвей, причем вторая и третья ветви выполнены из одинаковых катушек, а первые ветви состоят из катушек.

намотанных из провода двойного сечения и имеющих половинное число витков по сравнению с катушками, образующими вторые и третьи ветви. При pi парах полюсов в каждой фазе первая ветвь соединена последовательно с параллельно соединенными между собой второй и третьей ветвями. При Р2 парах полюсов первые ветви фаз исключены из схемы, а вторая и третья ветви соединены последовательно.

Однако данная катушка должна быть выполнена из катушек двух типов, что повышает трудоемкость ее изготовления.

Наиболее близкой к предлагаемой является полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел полюсов 2/8, выполненная в 36 пазах, содержащая шесть пар концентрически расположен 1ых разношаговых катушечных групп, катушки внешних катушечных групп однослойные и имеют средний шаг у 14, а катушки внутренних катушечных групп двухслойные и имеют средний шаг у 6, соотношение индукции в воздушном зазоре близко к значению Bpi/Bp2 1/0,60.

Однако известная обмотка характеризуется усложненной технологией изготовления, обусловленной выполнением обмотки однослойнотдвухслойной из катушек с разными шагами и разными числами витков, и недостаточным использованием электрической машины, обусловленным большим расхождением величин индукций магнитного поли, соответствующих одной и другой полюсности.

Цель изобретения - упрощение технологий изготовления обмотки и улучшение использования электрической машины путем выполнения обмотки двухслойной из равномерно распределенных по пазам разновитковых катушек одинакового шага и сближения величин индукций магнитного поля при одной и /фугой полюсности.

Поставленная цель достигается тем, что трехфазная полюсопереключаемая об1мотка на q/4q пар полюсов, содержащая катушки, сгруппированные в катушечные группы, состоит из 18q катушечных групп с порядковыми номерами от 1 до tSq, которые распределены по девяти частям Ai, А2, Аз, BI, В2, Вз, Ci, С2, сз, причем конец части AI соединен с началом части Аа, конец части А2 соединен с началом части Аз, конец части Bi соединен с началом части В2, конец части Ва соединен с началом части Вз, конец части Ci соединен с началом части С2, конец части С соединен с началом части Сз, концы частей АЗ. Вз, Сз объединены в общую точку, выводы выполнены из начал частей Ai, Bi, Ci и из точек соединения конца части А2 и начала

части Аз, конца части В2 и начала части Вз,, конца части С2 и начала части Сз, в обмотке установлен двухполюсный переключатель, который содержит два левых вывода и два

правых вывода, первый левый вывод переключателя соединен с точкой соединения конца части AI и начала части Аа, второй левый и первый правый выводы переключателя объединены в общую.точку и соединены с точкой соединения конца части Bi и начала части В2, второй правый вывод переключателя соединен с точкой соединения части концаС1 и начала части С2, в часть AI последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18 -(q - 1) + 6 -I- 9п + 6М, в часть А2 последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18- (q - 1) + 10 + 4п -t- 6М, в часть Аз

0 последовательно-согласно включены кату- шечные группы с порядковыми номерами N 18; (q - 1) + 1 +4n бМ, в часть В1 после дователъно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N

5 18 (q -1) + 3 + 9п + 6М, в часть Ва последовательночюгласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18- (q -1) + 2 + 14п + 6М, в часть Вз последовательносогласно включены катушб(чные группы с

0 п о р я д к о в ы м и и ом е р а ми N 18 -{Q - 1) + 7 4п + 6М, в часть Ci последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковь|ми номерами N 18 (l-q) 9 9п + 6М, в часть Сг

5 последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18 (q - 1) 4 t 4п - 6М, в часть Сз последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами - ia -(q - 1) + 13 + 4n + ем, где q 1,2, 3,... (любое целое число), n принимает значения О и 1, М - Зг -ь 3qt, г изменяется в пределах отО до q 1, t 0 при N 18q и t 1, если при t О N 18q, число катушек в катушечных группах соответствует ряду 3, 1, 2, повторенному 6q раз.

Предлагаемая обмотка в отличие от известной состоит из равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек

одинакового шага, сгруппированных в девять частей.

Известна трехфазная одно-двухслойная полюсопереключаемая обмотка с отношением числа полюсов 16:4, выполненная в 36 пазах статора, катушки распределены по шести частям, которые переключаются по схеме , 4,

Предлагаемая полюсопереключаемая обмотка в отличие от указанной выполняется двухслойной из равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек одинакового шага и содержит меньшее число переключающих контактов (2 вместо 9).

На фйг.1 показана развернутая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки.. .,,, ; ..,./ . .

Обмотка При q 1 имеет соотношение чисел пар полюсов 1 /4. содержит 36 катушек с шагом у 14 с порядковыми номерами от 1 до 36, распределенных по девяти частям AI, АЗ. Аз. Bi, В2, Вз, Ci, Сг. Сз. причем в часть AI последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 11, 12, 29 30, в часть А2 последовательно-согласно Включены катушки с порядковыми номерами 19,20,21,28, в часть Аз последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 1, 2, 3, 10, в часть Bi последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 5, 6,23,24, в часть Вг последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 4, 31, 32, 33, в часть Вз последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 13,14, 15, 22. в часть Ci последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 17,18.35,36, в часть Са последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 7, 8, 9, 16, в часть Сз последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 25, 26,27,34.

На фиг.2 показана электрическая схема предлагаемой трехфазной полюсопереключаемой обмотки, которая состоит из девяти частей AI, А2, АЗ, Bi, Вг, Вз, Ci, С2. Сз.

Для переключений с одной полюсности на другую в обмотке установлен двухполюсный переключатель (П1), который содержит два левых и два правых вывода, первый левый вывод П1 соединен с точкой соединения конца 30-й катушки и начала 19-й катуш ки, второй левый и первый правый выводы П1 объединены в общую точку и соединены с точкой соединения kOHua 24-й катушки и начала 4-й катушки, второй правый вывод П1 соединен с точкой соединения конца 36й катушки и начала 7-й катушки. Вывод А выполнен из точки соединения конца 28й катушки и начала -У катушки, вывод В выполнен из точки соединения конца 33-й катушки и начала 13-й катушки, вывод С выполнен из точки соединения конца 16-й катушки и начала 25-й катушки, вывод D выполнен от начала 11-й катушки, вывод Е выполнен от начала 5-й катушки, вывод F выполнен от начала 17-й катушки.

При подключении трехфазного питания к зажимам А, В, С (левые и правые выводы

П1 замкнуты между собой) в воздушном зазоре возникает двухполюсная вращающаяся магнитная волна, а при питании зажимов D, Е, F (выводы П1 разомкнуты) - восьмиполюсная вращающаяся магнитная волна.

Нэ фиг.З показаны картины намагничивающих сил, создаваемые полюсопереключаемой обмоткой.

При числе полюсов 2р2 8 в схему (звезда) включены все катушки, векторы ЭДС каждой из фаз равны по амплитуде и сдвинуты по фазе в пространстве на угол 2 л/3 эл.рад. При числе полюсов 2р1 2 катушки, объединенные в части AI, Bi, Ci, оказываются

обесточенными схему (двойная звезда) включены 24 катушки, векторы ЭДС одноименных ветвей каждой из фаз равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на угол 2 тг /3 эл.рад. т.е. обмотка совершенно симметрична по отношению к источнику питания. Обмоточные коэффициенты полюсоперек-лючаемой обмотки с 2р1- и 2р2-полюсной сторон соответственно равны Кобм 1 0,773 и Кобм 2 0,831.

Предлагаемая полюсопереключаемая обмотка в отличие от известной состоит из равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек одинакового шага, которые соединяются между собой только

последовательно-согласно, имеет,меньшее число межкатушечных соединений, что упрощает технологию ее изготовления, и позволяет сблизить значения индукций Вр1/Вр2 1/0,80 и Вр1/Вр2 1/0,60) магнитного поля при одной и другой полюсности, что улучшает использование электрической машины.

Фо р м у л а и 3 о б р етен и я

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на q/4x:| пар полюсов, содержащая катушки, сгруппированные в 18q катушечных групп с номерами от 1 до 18q, о т л и ча ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения

технологии изготовления обмотки и улучшения использования электрической машины путем выполнения обмотки двухслойной из

равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек одинакового шага и

сближения величин индукций магнитного поля при ОДНОЙ и другой полюсности, обмотка состоит из девяти частей Ai, А2, Аз. В i. В2, Вз. Ci, С2, Сз. причем конец части Ai соединен с началом части А2, конец части А2

соединен с началом части Аз, конец части Bi соединен с началом части В2. конец части В2 соединен с началом части Вз, конец части Ci соединен с началом части С2, конец частиjC2 соединен с началом части Сз. концы частей

АЗ. Вз, Сз объединены в общую точку, выводы выполнены из начал частей At, Bi, Ci и из точек соединения конца части А2 и начала части АЗ, конца Части Ва и начала части Вз, конца части С2 и начала части Сз, в обмотке установлен двухполюсный переключатель, который содержит два левых вывода и два правых вывода, первый левый вывод переключателя соединен с точкой соединения конца части AI и начала части А2, второй левый и первый правый выводы переключателя объединены в общую точку и соединены с точкой соединения конца части В i и начала части Вг, второй правый вывод переключателя соединен с точкой соединения конца части Ct и начала части Ci, в частъ Ai последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N - 18 (q - 1) -t- 6 + 9n + 6М, в часть А2 последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N - 18 (q -1) + 10 + 4n f 6М, в часть Аз последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18 (q -1) + 1 4п + 6М. в часть Bi последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18 (q -1) +3 + 9п+ + 6М, в часть В2 последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N - 18 (q - 1) + 2 + 14п + 6М, в часть Вз последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N - 18 (q - 1) + 7 + 4п + 6М, в часть Ci последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18 (q -1) + 9 + 9п + 6М, в часть С2 последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18 (q -1) + 4 + 4п + 6М, в часть Сз последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18 (q -1)+ 13 « 4п + 6М, где q 1, 2, 3,... (любое целое число), п принимает значения О и 1, М - Зг 3qt, г изменяется в пределах от О до q-1, t О, приЫ 18qHt 1, если при I8q, число катушек в катушечных группах соответствует ряду 3,1,2, повторенному 6q раз.

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение двухскоростных..полюсопереключаемых двигателях. Целью изобретения является упрощение технологии изготовления обмотки и улучшение использования электрической машины путем выполнения обмотки двухслойной из равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек одинакового шага и сближения величин индукций магнитного поля при одной и другой полюсности. Полюсопереключаемая двухслойная обмотка состоит из 36 равномерно распределенных по пазам равновитковых катушек одинакового шага, сгруппированных в девять частей, которые переключаются по схеме двойная звезда - звезда. Дано распределение катушек по частям фаз. 3 ия.

А гЕ У

Д R F о

Фие.

В.

г

С

Он

ОНГ

В,

.

Фиг.1