Совмещенная трехфазно-однофазная обмотка статора электрической машины Советский патент 1993 года по МПК H02K3/28 

ел С

Сущность изобретения: электромашинная совмещенная трехфазно-однофазная обмотка выполнена двухслойной из катушечных групп и соединена в две параллельные трехфазные звезды с выводами зажимов фаз из точек соединения начал звезд для трехфазной полюсности и из нулевых точек звезд для однофазной полюсности. Благодаря тому, что в каждой фазе в одну звезду включены третьи подгруппы нечетных групп и первые подгруппы всех групп фазы, в другую звезду - третьи подгруппы четных групп и вторые подгруппы всех групп фазы, обеспечивается достижение поставленной цели. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля и др.

Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления, расширение области применения обмотки путем выполнения ее катушек равновитковыми с г 36pi, 42pi, 48pi пазах.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена развернутая схема, предлагаемой совмещенной обмотки при pi 1 и г 48; на фиг.2 - диаграмма ЭДС обмотки для трехфазной полюсности pi 1; на фиг.З - диаграмма ЭДС для однофазной полюсности ра 3,

Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью pi 1 в z 48 пазах из 6pi 6 катушечных групп (с номерами от 1 до 6) с концентрическими катушками с шагами по пазам упк 25-2к 23,21,19,17,15,13,11,9, где k 1-8-номер катушки в группе. Обмотка соединена в две параллельные трехфазные звезды с выводами зажимов фаз из точек соединения начал звезд для трехфазной полюсности pi 1 (зажимы С1, С2.СЗ) и из нулевых точек звезд для однофазной полюсности ра 3 (зажимы 01-02). Катушки каждой группы разбиты на подгруппы, соединенные в звездах последовательно при встречном включении катушек четных групп относительно нечетных, фазы содержат группы с номерами 1 + Зс 1 и 4 - в первой фазе, 3 + Зс 3 и 6 - во второй фазе, 5 + Зс 5и2-в третьей фазе, где с О, 1,2,... (2pi 1 1). В каждой фазе в одну звезду включены третьи подгруппы нечет00

-А

XI

ю

ю

ных групп и первые подгруппы всех групп фазы, а в другую звезду - третьи подгруппы четных групп и вторые подгруппы всех групп фазы, а начала первой и второй подгрупп в группах 1Г, ЗГ, 5Г соединены вместе. Подгруппы образуют катушки с номерами: по первому варианту (фиг. 1 - k 1,2- первую подгруппу, k - 6,7,8 - вторую подгруппу, k 3, 4,5 - третью подгруппу; по второму варианту - k 1, 2, 3 - первую подгруппу; k 5,6, 7, 8 - вторую подгруппу; k 4 - третью подгруппу. Верхний ряд стрелок на фиг.1 показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через зажимы С1, С2, СЗ (pi 1), а нижний ряд - направления однофазного тока при питании обмотки через зажимы 01-02 (р2 3).

ЭДС катушек обмотки определяются их коэффициентами укорочения Ky.(лупк/2 24) для полюсноста pi и Ку.р2 sin (тгупк/2 8) для полюсности Р2, (см.таблицу).

По этой таблице определяются ЭДС подгрупп Ei, Ei , EI для полюсности pi и Ез, Ез для полюсности p2 3pi.

Для обмотки по первому варианту (фиг.1):

Ei 0,9979+ 0,9808 1,9787; EV 0,7518 + 0,6594 + 0,5556 1,9663, т.е. практически равна ЭДС первой подгруппы: Ei 0,9469 + 0,8969 + 0,8315 2,6753; ЭДС фазы для полюсности pi - Epi Ei + Ei + Ei 6,6208; обмоточный коэффициент для полюсности Р1 - Коб Р1 - Ер1/8 6,6208/8 - 0,8276; ЕР2 Ез + Ез (0,9808 + 0,8315)4 + 0,5556 2 8,3604 и К0б.р2 ЕР2/Ю 0,8360 -.ЭДС и обмоточный коэффициент для полюсности (зажимы 01-02). Подобным образом для по второму варианту: EI 2,9256 и Ei 2,7983; ЕГ - 0,8969; Epi 6,6208 и Коб.Р1 0,8276; ЕР2 9,8618 и К0б,Р2 9,8618/14 0,7044.

На диаграммах (фиг.2 иЗ) векторам ЭДС первых подгрупп приписаны номера катушечных групп, а векторам ЭДС второй и третьей подгрупп-теже номера, но с одним и с двум штрихами. Из диаграммы ЭДС обмотки для полюсности pi (фиг.2) видно, что поле с этой полюсностью не наводит ЭДС на зажимах 01-02; из диаграммы ЭДС для полюсности р2 3pi (фиг.З) видно, что поле с этой полюсностью не наводит ЭДС на зажимах С1, С2, СЗ. Таким образом, разнопо- люсные зажимы совмещенной обмотки электромагнитно независимы.

Подобным образом выполняются совмещенные обмотки при z 42pi и z 36р1, диаграммы ЭДС которых соответствуют фиг.2 для полюсности pi и фиг.З для полюсности Р2 Зр1.

Одна обмотка выполнена с шагами катушек по пазам упк z/2pi + 1 - 2k 22, 20, 18,16, 14,12,10i где k 1-7- номер катушки в группе. Подгруппы образуют катушки с

номерами: k 1 и 2 -- первую подгруппу; k 5, 6, 7 - вторую подгруппу; k 3 и 4 - третью подгруппу.:

Вторая обмотка выполнена с шагами по пазам упк 17, 15, 13, 11, 9, 7, а подгруппы

образуют катушки с номерами: по первому варианту - k 1 и 2 - первую подгруппу, k 4, 5, 6 - вторую подгруппу, k 3 - третью подгруппу; по второму варианту - k 1 - первую подгруппу, k 4, 5, 6 - вторую подгруппу, k 2 и 3 - третью подгруппу, причем числа витков в катушках с номерами 1-3 и k 4-6 относятся как 1,355 : 0,645.

Предлагаемая обмотка имеет высокие значения обмоточных коэффициентов для

полюсностей pi и р2 3pi и все катушки выполнены равновитковыми, что упрощает изготовление обмотки, а также расширяет область ее применения.

Предлагаемая трехфазно-однофазная

совмещенная обмотка может применяться на статоре совмещенных электрических машин переменного тока с двумя разнополюс- ными полями в магнитопроводе: в синхронных машинах с системой возбуждения оттретьёй гармонической магнитного поля, в асинхронно-синхронных одномашинных преобразователях частоты и числа фаз, а также в других типах совмещенных контактных и бесконтактных электрических машин. Ее

применение позволяет упростить конструкцию и изготовление машины, уменьшить расход меди и изоляции на статоре, повысить -эксплуатационную надежность машины, улучшить ее энергетические показатели.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

У + 1 - 2k разбиты на три подгруппы,

соединенные в звездах последовательно при встречном включении катушек чётных групп относительно нечетных групп, а группы первой, второй, третьей фаз имеют соответственно номера 1 + Зс; 3 + Зс; 5 + Зс, о т- л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения технологии и расширения области применения, в каждой фазе в одну звезду

включены третья подгруппы нечетных групп и первые-подгруппы всех групп фаз, в другую звезду-третьи подгруппы четных групп и вторые подгруппы всех групп фаз, а начала первой и второй подгрупп в группах 1Г; ЗГ и 5Г соединены вместе, а первую, вторую и третью подгруппы образуют соответственно катушки с номерами k 1,2; k 6, 7, 8 и k 3, 4, 5 при z 48р.

2, Обмотка по гт.1, о т л и ч а ю щ,а я с я тем, что первую, вторую и третью подгруппы образуют соответственно катушки с номерами k 1, 2; k 5, 6, 7 и k 3, 4 при z 42р.

0

4. Обмотка поп.1,отличающа «.& $ i тем, что первую, вторую и третью подгрупгШ образуют соответственно катушки с номерами k 1 ; k 4, 5, 6 и k 2, 3 при z 36р1 и при этом числа витков в катушках с номерами k 1-3 и k 4-6 относятся как 1,355 : 0,645.