Трехфазная полюсопереключаемая двухслойная обмотка на три числа пар полюсов Советский патент 1992 года по МПК H02K17/14 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может найти применение в многоскоростных асинхронных двигателях для систем электропривода.

Известна трехфазная трехскоростная обмотка 1 с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, состоящая из 12 равномерно распределенных в 48 пазах одно- и двухслойных катушечных групп, среди которых 10-я, 6-я, 2-я и 4-я, 8-я, 12-я выполнены с сечением меди, соответственно, в два и четыре раза большим по сравнению с нечетными катушечными группами. Переключение частот вращения осуществляется с помощью 9 выводов и двух однополюсных переключателей.

Недостатком этой обмотки является нетехнологичность ее изготовления из-за разного сечения проводников в катушках и чередования однослойного и двухслойного типов укладки их в пазы, а также несинусоидальность картин намагничивающих сил.

Известна и другая трехфазная трехскоростная обмотка 2 с отношением чисел пар полюсов 4:3:2 для числа пазов 36, однослойно-двухслойная, содержащая 12 равномерно распределенных катушечных групп, в которой начетные катушечные группы выполнены из трех, а четные - из двух концентрических разновитковых катушек. Переключение частот вращения осуществляется с помощью 11 выводов и 7 однополюсных переключателей. Недостатком этой обмотки является повышенная трудоемкость ее изготовления из-за использования однослойного и двухслойного типов разновитковых катушек с различным шагом

Известна также трехфазная пслюсопе- реключаемая обмотка 3 двухсксростной электрической машины, каждая фаза которой состоит из трех ветвей, причем вторые и третьи ветви выполнены из одинаковых катушек, а первые ветви состоят из катушек, намотанных проводом вдвое большего сечения и имеющих половинное число витков по сравнению -с катушками вторых и третьих ветвей.

Недостатком этой обмотки является повышенная трудоемкость ее изготовления обусловленная использованием двух типов катушек, а также то, что она обесточивает лишь две скорости вращения

Наиболее близким решением к предполагаемому изобретению является трехфазная полюсопереключаемая обмотка двигателя 4 на 1 2 и 4 пар полюсов состоfe

VI VI

О 4 О

ящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, образующих 12 катушечных групп, причем в каждую фазу обмотки включены последовательно согласно по 4 катушечных групп. Переключение частот вращения осуществляется с помощью 15 выводов и 24 пар переключающих контактов.

Недостатком эт6Й 5Зббм.отки является сложность ее конртрукции из-за большого числа выводов.

Сущность изобретения заключается в том, что в трехфазной полюсопереключае- мой двухслойной обмотке на три числа пар полюсов, состоящей из 12К равномерно распределенных катушек с равными числами витков и шагами каждая фаза обмотки состоит из четырех одинаковых частей с числом катушек К и порядковыми номерами 1, 2, 3, 4 и части каждой фазы обмотки соединены между собой согласно, в последовательности 1.3.2.4. выводы для чисел пар полюсов кратным 4 выполнены из начал частей фаз обмотки, имеющих порядковый номер 1, выводы для числа пар полюсов кратным 2 выполнены из мест соединения частей 3 и 2 каждой фазы, выводы для чисел пар полюсов кратным 1 выполнены из мест соединения частей 2 и 4 каждой фазы, причем при числе пар полюсов кратным 4 фазы обмотки соединены в треугольник, при кратном 2 соединены между собой дополнительно выводы, предназначенные для чисел пар полюсов кратным 4, при числе пар полюсов кратным 1 соединены дополнительно выводы, предназначенные для чисел пар полюсов кратным 4 и 2, ,2,3... натуральное число. Или, как второй вариант, при числе пар полюсов кратным 4 фазы обмотки соединяются в звезду, при кратном 2 соединяются между собой начала каждой из фаз, при кратном 1 соединяются между собой начала частей обмотки с порядковым номером 2 каждой фазы.

Отличительными признаками предлагаемой трехфазной полюсопереключаемой обмотки в сравнении с прототипом являются: - уменьшение числа выводов с 15 до 9; - возможность выполнения обмотки, как вариантов, на основе схем трехугольник, и звезда ; -сокращение числа пар переключающих контактов с 24 до 4.

Эти отличительные признаки позволяют упростить конструкцию двигателя с такой обмоткой, а также упростить систему электропривода, повысить их эксплуатационную надежность и обеспечить более широкое использование их в народном хозяйстве.

На чертеже представлена развернутая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки с выводами А, В, С, D, Е. F, G, Н, I, G , Н , I , выполненной при , состоящей

из 24 катушек, в которой в части 1 и 3 первой фазы (G-D) последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 7, 8, 19, 20 в часть 2 этой фазы (D-A) аналогично включены катушки с порядковыми номерами 13, 14 и в часть 4 этой фазы (A-G ) аналогично включены катушки с порядковыми номерами 1,2, в части 1 и 3 второй фазы (H-F) последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 15, 16, 3, 4, в часть 2 этой фазы (F-B) аналогично включены катушки с порядковыми номерами 21, 22 и в часть 4 этой фазы (В-Н ) аналогично включены катушки с порядковыми номерами 9 , 10, в части 1 и 3

третьей фазы (1-Е) последовательно-согласно включены катушки с порядковыми номерами 23, 24, 11. 12, в часть 2 этой фазы (Е-С) аналогично включены катушки с порядковыми номерами 5, бив часть 4 этой фазы

(С-Г) аналогично включены катушки с порядковыми номерами 17, 18.

Начала катушек с порядковыми номерами 7, 15 и 23 подключены к выводам, соответственно, G, Н и I. а концы катушек с

порядковыми номерами 2, 10 и 18 подключены к выводам, соответственно, G Н и Г. Выводы D, F, E образованы из мест соединения частей 3 и 2 каждой фазы, т.е. из мест соединения катушек с порядковыми

номерами, соответственно, 20 и 13, 4 и 21 12 и 5, а выводы А, В. С образованы из мест соединения частей 2 и 4 каждой фазы. т.е. мест соединения катушек с порядковыми номерами, соответственно, 14 и 1, 22 и 9, 6

и.17.

При соединении между собой выводов СиН , Н и I , I и G фазы обмотки образуют треугольник, а при соединении в нейтраль выводов G , Н и Г фазы обмотки образуют

звезду. Для образования обмоткой восьми- полюсной вращающейся магнитной волны трехфазное питание подается к зажимам G. Н и I (при этом все остальные выводы остаются между собой разомкнутыми).

Для образования обмоткой четырехпо- люсной магнитной волны трехфазное питание подается к зажимам D, E и F, а выводы G, H и I (соответствующие восьми полюсам) замыкаются между собой некоротко посредством двух однополюсных выключателей, чем обеспечивается схема соединения обмотки в двойную звезду. Для образования обмоткой двухполюсной вращающейся магнитной волны трехфазное питание подается к зажимам А, В, С. Если при этом фазы обмотки соеди ены в треугольник, то каждая из групп выводов, соответствующих четырем (выводы D, Е и F) и восьми (выводы G, G и I) полюсами замыкаются между собой накоротко посредством двух однополюсных выключателей (т.е. всего используется четыре однополюсных выключателя), а если фазы обмотки соединены в звезду, то накоротко замыкаются между собой выводы D, Е и F (выводы G, H и I при этом остаются разомкнутыми), чем обеспечивается схема соединения обмотки в двойную звезду при половине отключенных катушек.

Рассматриваемая обмотка является со- вершенно симметричной со стороны всех полюсностей. Причем, в случае питания выводов А, В, и С группы катушек, включенных между выводами G и D, Н и F, I и Е, не участвуют при создании двухполюсной на- магничивающей силы, а ЭДС, создаваемые вращающейся синусоидальной двухполюсной волной индукции поля в этих катушечных группах, равны нулю. У обмоток, выполненных при других значениях К, указанные осо- бенности векторов ЭДС будут такими же, что и в данной обмотке. Рассмотренная в примере обмотка выполнена с шагом по пазам (1 - 10), при котором обмоточные коэффициенты со стороны одной, двух и че- тырех пар полюсов будут соответственно, равны 0,916; 0,683 и 0,866.

Формула изобретения 1. Трехфазная полюсопереключаемая двухслойная обмотка на три числа пар по-

люсов с соотношением 1:2:4, содержащая 12 К равномерно распределенных катушек с равными числами витков и шагами, каждая фаза обмотки состоит из четырех одинаковых частей с числом катушек К и порядковыми номерами 1,2,3,4, отличающаяся тем, что, с целью упрощения изготовления обмотки путем уменьшения числа выводов, части каждой фазы обмотки соединены между собой согласно, в последовательности 1,3,2,4, выводы для чисел пар полюсов, кратных 4, выполнены из начал частей фаз обмотки, имеющих порядковый номер 1, выводы для чисел пар полюсов, кратных 2, выполнены из мест соединения частей 3 и 2 каждой фазы, выводы для чисел пар полюсов, кратных 1, выполнены из мест соединения частей 2 и 4 каждой фазы, причем при числе пар полюсов, кратном 4, фазы обмотки соединены в треугольник, при кратном 2 - соединены между собой дополнительно выводы, предназначенные для числа пар полюсов, кратного 4, при числе пар полюсов, кратном 1, соединены дополнительно выводы, предназначенные для чисел пар полюсов, кратном 4 и 2. .2.3... натуральное число.

2. Обмотка по п. 1,отличающаяся тем, что при числе пар полюсов, кратном 4. фазы обмотки соединены в звезду, при кратном 2 - соединены между собой начала каждой из фаз, при кратном 1 - соединены между собой начала частей обмотки с порядковым номером 2 каждой фазы.

О

О Ъ

Использование: электродвигатели асинхронные многоскоростные в системе электропривода, Сущность изобретения, двухслойная обмотка на три числа пар полюсов, состоящая из равновитковых катушек одинакового шага, каждая фаза которой состоит из четырех одинаковых частей, соеди- ненных между собой согласно, в последовательности 1, 3, 2, 4 1 ил