Трехфазная обмотка Советский патент 1992 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение, на- пример,вдвухскоростных

полюсопереключаемых двигателях.

Известна трехфазная полюсолереклю- чаемая обмотка на 2 и 8 полюсов с целым числом пазов на фазную зону шириной In/эл.град, соединенная в треугольник при одной паре полюсов и в звезду при четырех парах полюсов, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек и трех трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет три группы выводов с тремя выводами в каждой группе - верхним, средним и нижним.

Недостатком указанной обмотки явлй- ется сложность аппаратуры управления.

Известна трехфазная полюсопереклю- чаемая обмотка (2) на 8 и 2 полюсов, содержащая концентрические разношаговые катушки, которые переключаются по схеме Л/ДАНедостатком этой обмотки является сложность ее изготовления Известна также трехфазная полюсопе- реключаемая обмотка двухскоростной элек1- трической 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 pf, парах полюсов в каждой фазе первая ветвь соединена последовательно с параллельно соединенными между собой второй и третьей ветвями. При Р2 парах полюсов первые йетви фаз йсклюв; г П

чены из схемы, а вторая и третья ветви соединены последовательно.

Недостатком этой обмотки является то, что она должна выполняться из катушек двух типов, что повышает трудоемкость ее изготовления.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является трехфазная полюсопереключаемая двухслойная обмотка (4) с отношением чисел полюсов 2/8, содержащая равновитко- вые катушки с одинаковым шагом, которые объединены 8 катушечные группы и переключаются по схеме ДД/Д.

Недостатком этой обмотки являются: сложная технология изготовления, обусловленная соединением катушек как последовательно - согласно,так и последовательно - встречно; недостаточное использование электрической машины, связанное с большим расхождением величин индукций магнитного поля со стороны одной и другой полюсности и протеканием уравнительных токов внутри каждой фазы при питании со стороны 2 полюсов.

Целью предполагаемого изобретения является упрощение технологии изготовления и улучшения использования электриче- ской машины путем исключения последовательно-встречных соединений катушек, сближение величин индукций магнитного поля при одной и другой полюсности и устранение уравнительных токов.

Поставленная цель достигается тем, что трехфазная обмотка на q/4q пар полюсов, содержащая в двух слоях равномерно распределенные по пазам рэвновитковые катушки одинакового шага, сгруппированные в 18q катушечных групп с порядковыми номерами от 1 до 18q распределены по девяти частям АгАз, Bi-Вз, Ci-Сз, причем конец части AI соединен с началом части А2, конец части А2 - с началом части Аз, конец части Bi - с началом части В2. конец части В2 - с началом части Вз, конец части Ci - с началом части С2, конец части С2 с началом части Сз, концы частей Аз.Вз и Сз объединены в общую точку, выводы выполнены из начал частей AI, BI и 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 первых вывода, первый левый вывод переключателя соединен с точкой соединения конца части At и начала части А2, второй левый и первый правый выводы переключателя объединены в общую точку и соединены с точкой соединения конца части В1 и начала части В, второй правый вывод переключателя соединен с точкой соединения конца части Ci и начала части С2, в часть AI пс/следовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1) + 6 + 9п + 6М,в часть А2 - катушечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1) + 10 + 4п + 6М, в часть Аз - катушечные группы с порядковыми номерами (q-1)+1 + 4п + 6М, в часть Bi - катушечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1) + 3 + 9л -I- 6М, в часть В2

-катушечные группы с порядковыми номерами (q-1) + 2 + 4п + 6М, в часть Взкатушечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1) + 7 + 4п + 6М, в часть Ci - катушечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1) + 9 + 9г + 6М. в часть С2 - катушечные группы с порядковыми номерами N 8(q-1) + 4 + 4n + 6M, в часть Сз - катушечные группы с порядко выми номерами (q-1)+ 13 + 4n + 6M, rfleq 1,2,3,... (любое число), п принимает значения 0 и 1; М Зг - 3qt, r изменяется в пределах от 0 до

q-1,t OnpnN 18 и t 1, если при N .18q, число катушек в катушечных группах соответствует ряду: 2К,К,К; К Z/24q.

Предлагаемая обмотка в отличие от известной ммеет новый порядок соединения

катушек, сгруппированных в девять частей, которые переключаются по схеме

Известна трехфазная одно-двухслойная полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел полюсов 16:4, выполненная в 36

пазах статора, катушки распределены по шести частям, которые переключаются по схеме уДД

Предлагаемая полюсопереключаемая обмотка выполняется двухслойной из равномерно распределенных по пазам равно- витковых катушек одинакового шага и содержит меньшее число переключающих контактов (2 вместо 9).

На фиг. 1 показана развернутая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки, которая при q 1 имеет соотношение чисел пар полюсов 1 /4, содержит 24 катушки с шагом у 9 с порядковыми номерами

от 1 до 24; распределенные по девяти частям Ai-Аз, Вч-Вз, Ci-Сз. причем в часть AI последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 8, 20, в часть А2 - катушки с порядковыми номерами

13,14 и 19, в часть Аз - 1,2 и 7, в часть Bt - катушки 4 и 16, в часть В2 - катушки 3,21 и 22, в часть Вз - катушки 9,10 и 15, в часть Ci

-катушки 12 и 24, в часть С2 - катушки 5,6 и 11, в часть Сз-катушки 17, 18 и 23.

h:

На фиг. 2 показана электрическая схема предлагаемой трехфазной полюсопереклю- чаемой обмотки, которая состоит из девяти частей Ai-Аз, Bi-Вз, Ci-Сз. Для переключения 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 20-й катушки и начала 13-й катушки, второй левый и первый правый выводы П1 объединены в общую точку и соединены с точкой соединения конца 16-й катушки и начала 3-й катушки, второй правый вывод П1 соединен с точкой соединения конца 24- й катушки и начала 5-й катушки. Вывод А выполнен из точки соединения конца 19-й катушки и начала 1-й катушки, вывод В - из точки соединения конца 22-й катушки и начала 9-й катушки, вывод С - из точки соединения конца 11-й катушки и начала 17-й катушки, вывод D - от начала 8-й катушки, вывод Е - от начала 4-й катушки, вывод F - от начала 12-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) - восьмипо- люсная вращающаяся магнитная волна. Картины намагничивающих сил, создаваемые полюсопереключаемой обмоткой, показаны на фиг. 3.

При числе полюсов 2р 8 в схему (соединение звезда) включены все катуш ки. векторы ЭДС каждой из фаз равны по амплитуде и сдвинуты по фазе в пространстве на угол 2я /3 эл. рад. При числе полюсов 2р1 2 катушки, объединенные в части Ai, Bi и Ci оказываются обесточенными, и в схему (двойная звезда) включены 18 катушек, векторы ЭДС одноименных ветвей каждой из фаз равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на угол 2л: /3 эл. рад., т.е обмотка совершенно симметрична по отношению к источнику питания. Обмоточные коэффициенты полюсопереключаемой обмотки с 2pi и 2р2 - полюсной стороны, соответственно, равны Кобм.1 ) 0,718 и К0бм 2 0,866.

Предлагаемая полюсопереключаемая обмотка в отличие от известной состоит из катушек, соединенных между собой только последовательно-согласно, что упрощает технологию ее изготовления, позволяет сблизить значения индукций (Bpi/Bp2 1/0,80 вместо ВР1/ВР2 1 /0,60) магнитного поля при одной и другой полюсности и не имеет уравнительных токов в параллельных

ветвях, что улучшает использование электрической машины.

Формула изобретения Трехфазная обмотка на q/4q пар полюсов, содержащая в двух слоях равномерно распределенные по пазам равновитковые катушки одинакового шага, сгруппированные в 18q катушечных групп, отличающаяся тем, что, с целью упрощения

0 технологии изготовления и улучшения использования электрической машины путем исключения последовательно-встречных соединений катушек, сближения величин индукций магнитного поля при одной и другой

5 полюсности и устранения уравнительных токов, катушечные группы с порядковыми номерами от 1 до 18q распределены по девяти частям Ai, A2, Аз, BL 62, Вз, Ci, €2, Сз, причем конец части AI соединен с началом

0 части Аа, конец части А2 соединен с началом части Аз, конец части В1 соединен с началом части В2, конец части В2 соединен с началом части Bi, конец части Ci соединен с началом части С2, конец части С% соединен с началом

5 части Сз, концы частей Аз, Вз, Сз объединены в общую точку, выводы выполнены их 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

0 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 А 1 и

5 начала части А2, второй левый и первый правый выводы переключателя объединены в общую точку и соединены с точкой соединения конца части BI и начала части В2, второй вывод переключателя соединен с точкой со0 единения конца части Ci и начала части С2. в часть Ai последовательно-согласно включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1) + 6 + 9п + 6М. в часть А2 последовательно-согласно включены кату5 шечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1) + 10 + 4п + 6М, в часть Аз после- довательно-соглабйо включены катушечные группы с порядковыми номерами N 18(q-1)+ 1 +4п + 6М, в часть Bi последова0 тельно-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

5 18(q-1) + 2 + 14n + 6M, 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 + 9n + 6М, в часть С 2 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 - 1 8(q-1) + 13 + 4п + 6М, гдеq- 1,2.3

(любое целое число), п принимает значения О и 1, М Зг - 3qt, r изменяется в пределах от 0 до q-1, t - 0 при N 18q и t 1, если при t О N 18q, число катушек в катушечных группах соответствует ряду: 2 К К К К Z/24q.

Использование: двухскоростные полю- сопереключаемые двигатели. Сущность изобретения: трехфазная полюсопереклю- чаемая обмотка состоит из катушек, сгруппированных в 18 катушечных групп, которые распределены по девяти частям и переключаются по схеме двойная звезда- звезда. Дано распределение катушечных групп по частям фаз. 3 ил.

1гЪЦ567&Э10Н /2./ЗМ &/617/8 M2D21ZL&24

t

ооо

III

ОО ОО

28 FO

о С

Puz.i

M M

А 45 с3:

7 тэ Щ1 1Щ5Ш1 1 1т 19 гтт

с в

f Ј