Двухполюсная многофазная петлевая обмотка с тремя параллельными ветвями Советский патент 1976 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к области турбогенераторостроення, а именно к обмоткам статора турбогенератора.

Известны петлевые многофазные обмотки генераторов с дробным числом отношения числа полюсов на число параллельных ветвей 1. Эти обмотки являются несимметричными, т. е. векторы результирующих з. д. с. ветвей в фазе в общем случае имеют разницу по модулю и угол сдвига между собой.

Разница результирующих э. д. с. ветвей и уравнительных токов в этих обмотках ухудшает технико-экономические показатели генератора.

Известна также двухполюсная обмотка синхронного генератора с тремя параллельнымиветвями в фазе (2).

Обмотка выполнена трехфазной и имеет в каждой фазе две фазные зоны, из которых одна содержит 8 катушек, а другая - иа одну катушку меньше, т. е. 7 катушек. В фазных зонах принят постоянный шаг катушек, т. е. чередование катушек ветвей в половинах фазных зон одинаково по ходу намотки катушки.

Для снижения разницы результирующих э. д. с. ветвей катушки параллельных ветвей в разных фазных зонах чередуются.

Однако наличие концевых соединений со стороны выводов усложняет конструкцию обмотки, что приводит к увеличению осевой длины машины и снижению ее технико-экономических показателей. Кроме того, имеется сушественпая разница результирующих э. д. с.

Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей электрической машины путем упрощения конструкции обмотки.

Цель достигается тем, что для обмотки на дробное число пазов на полюс и фазу q 1,, где , 2, 3 ..., чередование ветвей 1, 2, 3 в одной фазной зоне выполнено с последовательностью 3, 1, 3, а в другой, имеющей на один виток больше, с последовательностью 1, 2, 2.

В меньщей фазной зоне оставшийся виток принадлежит ветви 3, а в большой зоне два оставшихся витка принадлежат ветвям 1, 2.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема обмотки по первому варианту; на фиг. 2 - звезда векторов э. д. с. стержней фазных зон на фиг. 1; на фиг. 3 - принципиальная схема обмотки по второму варианту.

В качестве примера рассматривается петлевая трехфазная обмотка статора двухполюсного турбогенератора с тремя параллельными ветвями 1, 2, 3 в каждой фазе на дробное ,5.

Обмотка выполнена стержневой, двухслойной. В 63 пазах сердечника располагаются верхние 4 и нижние 5 стержни. На фиг. 1, 2 показана фаза А обмотки, включающая фазные зоны А и Л2, причем зона AI содержит II, а зона Ла на один виток меньше, то есть 10. Большая фазная зона AI имеет верхний Л jj, и нижний л. чц слои, состояш.ие каждый из стержней. Меньшая фазная зона А- имеет в верхнем Л и нижнем А. слоях по 10 стержней. Чередование ветвей верхнего слоя в фазной зоне выполнено зеркально относительно ветвей нижнего слоя. На фиг. 2 обозначены места расположения векторов э. д. с. стержней слоев фазных зон остальных двух фаз: IB 2в 2н IB 1н 2в -ан Сокраш,ение среднего шага в фазных зонах принято равным 26/31,5, однако допустимо и другое сокращение шага. Фаза Л обмотки имеет три начала 1Я, 2Я, ЗЯ и три конца К, 2К,ЗК. Чередование ветвей 1, 2, 3 в фазных зонах для обмотки, изображенной на фиг. 1, 2 выполнено в последовательности: Зона AI 1-2-2-1-2-2-1-2-2-1-2 1-2-2-1 2-1-2-2-1-2 Зона Лг Л, 1 3-3-1-3-3 3-1-3-3 1 3-3-1-3-3-1-3 Для соединений элементов обмотки в лобовых частях на каждую фазу такой обмотки требуется три концевых соединения: две межкатушечные перемычки 6 со стороны, противоположной выводам, и одна межзонная 7 со стороны выводов. Длина каждого кольцевого соединения со стороны, противоположной выводам значительно меньшей длины соединения со стороны выводов; причем более 60% всех перемычек вынесено из зоны лобовых частей со стороны выводов. При этом для обмотки обеспечивается незначительная разница результирующих э. д. с. ветвей. Значение результирующих э. д. с. ветвей по отношению к средней составляют: ветвь 1 - 1,01363 о. е., ветвь 2 - 0,99219 о. е., ветвь 3 - 0,99418 о. е. Углы сдвига между векторами результирующих э. д. с. ветвей отсутствуют, то есть обмотка является синфазной. Чередование ветвей 1, 2, 3 в фазных зонах для обмотки, изображенной на фиг. 3, выполнено по принципу построения обмотки, показанной на фиг. 1, 2, но чередование последних двух ветвей в последовательном ряду ветвей большей фазной зоны выполнено в порядке 2, 1: Зона Л 1-2-2-1-2-2-2-1 1-2-2 Л, 2-2 - 1-2-2-1 1-2-2-2-1 Зона Лг 1-3-3-1-3-3 3-1-3-3 3-3-1-3-3-1-3-3-1-3 Для соединения элементов обмотки в лобовых частях на каждую фазу этой обмотки требуется девять концевых соединений: со стороны выводов одна межзонная 7 и четыре межкатушечные 8, со стороны, .обратной выводам, четыре межкатушечные 6 и 9. Межкатушечные перемычки 6, 8, 9 короче единственной межзонной 7; кроме того, получено примерно половинное перераспределение всех концевых соединений по обеим сторонам обмотки с разгрузкой зоны лобовых частей со стороны выводов. Обмотка, изображенная на фиг. 3, является синфазной и дает минимальную разницу результирующих э. д. с. ветвей. Значения результирующих э. д. с. ветвей по отношению к средней составляют: ветвь 1 - 1,00338 о. е., ветвь 2 - 1,00244 о. е., ветвь 3 - 0,99418 о. е. Это обеспечивает незначительные потери в контурах небалансных э. д. с. обмотки. Применение трехфазной обмотки на число пазов, равное 63, дает существенные выгоды для двухполюсного турбогенератора большой мощности, повышая его технико-экономические показатели. Обмотка позволяет упростить конструкциюзоны лобовых частей за счет перераспределения перемычек, сокращения их длины и количества и освободить часть дефицитного пространства со стороны выводов. Кроме того, обмотка давеличину уравнительных ет незначительную токов и потерь. Формула изобретения 1. Двухполюсная многофазная петлевая обмотка с тремя параллельными ветвями, дробным числом пазов на полюс и фазу, определяемым по соотношению q,5-i-3-n зеркальным расположением ветвей верхнего слоя по отношению к ветвям нижнего слоя и двумя фазными зонами в каждой фазе числа витков, которые отличаются на единицу, отличающаяся тем, что, с целью повыщения технико-экономических показателей электрической машины, параллельные ветви каждой фазы с номерами 1, 2, 3 в одной фазной зоне чередуются в последовательности 3, 1, 3, а последний виток принадлежит ветви с номером 3 в другой фазе, й.меюЩей йй один виток больше, в последовательности 1, 2, 2, а дба последних витка принадлежат веТвяМ с Номе рами 1 и 2, где , 2, 3 .... 2.Обмотка но п. 1, отличающаяся тем, что чередование двух последних ветвей выполнено в последовательности 1,2. 3.Обмотка по п. 1, отличающаяся тем. Что чередбванйё двух последних ветвей Ш полнено в последовательности 2, 1, Источники, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США № 3408517, кл. 310-198, ;1968 г. 2. Патент США № 3652888, кл. 310-198, 1972 г.

(