Трехфазная полюсопереключаемаяОбМОТКА Советский патент 1981 года по МПК H02K3/28 

(54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА

Изобретение относится к электротех нике и может использоваться в электро машиностроении для создания двухскоростных электрических машин. Известна трехфазная полюсопереклю чаемая обмотка двухскоростного двига теля с числом катушек, кратным 36, с отношением чисел пар по.т9сов :i4,3, с шестью выводами, состоящая и РО одинаковых частей, имеющих - одинаковых катугаек в каждой части, причем в пределах каждой части расположено 26 катушечных групп, числа катушек в из которых, начиная с первой, соответствуют ряду - к, 2к 2к, к, к, к, к, 2к, к, 2к, 2к, к, 2к, к, к, к, к, к, 2к, к, 2к, при этом катушечные группы фазы в каждой из частей разделены На две полуфазы, в каждую полуфазу включены катушечные группы, порядковые номера которых и соединение указаны в изобретении pLl Эта обмотка имеет ограниченную об ласть применения, так как мохсет использоваться только при числах пазов кратных 36. Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная полюсопереключаемая обмотка двухскоростной электрической машины, каядая 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 Р парах потпосов в каждой фазе первая ветвь соединена последовательно с параллельно соединенными между собой второй и третьей ветвями. При р, парах полюсов первые ветви фаз исключены из схемы, а вторая и третья ветви соединены последовательно Г23 . Недостатком этой обмотки является то, что она должна выполняться из катушки двух типов, что повышает трудоемкость изготовления обмотки. Цель изобретения упрощение технологии изготовления и расширение области применения обмотки. Поставленная цель достигается Тем, что трехфазную двухслойную полюсопереключаемую обмотку с отношением чисел пар полюсов Р.1/Р2 6/8, с числом катушек 2 -12р , кратным 2р: , состоящую из катушечных групп, соединенных в каждой фазе в три ветви, у которой начала второй и третьей вет вей соединены с концом nepsoii ветви а оу начала первой и концов второй и третьей ветвей выполнены выводы, предлагается выполнять из одинаковы катушек и Р-, 6 одинаковых частей, со держащих каждая 52 катушечные групп {причем числа катушек в катушечных группах части предлагается определять из выражений: число катушек с(-| в катушечных гру пах с порядковыми номерами в части 2, 10, 15., 23, 28, 36, 41, 49. . o -eniier число катушек с(, в катушечных группах с порядковым номерами в части 6, 19, 32, 45 2-2 число катуШек q в катушечных гру пах с порядковыми номерами в части 1,11, 14, 24, 27, 37, 40, 50 число катушек с( в катушечных гру пах с порядковыми номерами в части 4,8, 17, 21, 30, 34, 43, 47 c(4. 2k, число катушек о в катушечных гру пах с порядковыми номерами в части 3,9, 16, 22, 29, 35, 42, 48 f .- f л, f -14 .0,e5k-.0,5- , . Г 0,046 qj-eniier. 1 ,J число катушека в катушечных гру пах с порядковыми номерами в части 5,7, 18, 20, 31, 33, 44, 46 а .,,5l , 6 L г-1- число катушекс(-7 в катушечных гру пах с порядковыми номерами 12, 13, 25, 26, 38, 39, 51, 52 V#p7- 5- 6 при этом упомянутые ветви фаз выпол нять из катушечных групп, имеющих следую1чие порядковые номера в части первая ветвь первой фазы - катушечные группы 1, 11, 14, 24, 27, 37 40, 50, вторая ветвь первой фазы - групп 2,б, 10, 28, 32, 36, третья ветвь первой фазы - групп 15, 19, 23, 41, 45, 49, первая ветвь второй фазы - групп 4,17, 30, 43, вторая ветвь второй фазы - групп 3,20, 25, 29, 46, 51, третья ветвь второй фазы - групп 7,12, 16, 33, 38, 42, первая ветвь третьей фазы - груп 8,21, 34, 47, вторая ветвь третьей фазы - груп 9,13, 18, 35, 39, 44, третья ветвь третьей фазы - груп пы 5, 22, 26, 31, 48, 52, все катушечные группы включать встр но, за исключением согласно включен Hbix групп 1и2, Зи4, 8и9, 10 H 11, 14 и 15, 16 и 17, 21 и 22, 23 и 24, 27 и 28, 29 и 30, 34 и 35, 36 и 37, 40 и 41, 42 и 43, 47 и 48, 49 и 50, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы ветвей соединять последовательно, а в первых ветвях- в две параллельные полуветви, состоящие из равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви, одноименные ветви всех частей обмотки соединять между собой, где р и PJ числа пар полюсов обмотки , 2 - число катушек обмотки, k - любое целое положительное число, определяемое выражением etitier - выделение бли хайшего целого из числа в скобках, не превосходящего число. Заключенное в скобки. На фиг. 1 представлена электрическая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки для р 6,Р 8, z 108; на фиг. 2 - принципиальная схема соединения обмотки, представленной на фиг. 1) на фиг. 3 - схема соединения выводных концов и подключения к сети; на фиг. 4 - кривые намагничивающих сил обмотки, представленной на фиг. 1) на фиг. 5 - электрическая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки дляр 6, р, 8,2 120. Рассмотрим трехфазную полюсопереключаемую обмотку при Р, 6, р 8, :2 108. Обмотка выполнена из одинаковых катушек, состоит из одной части (3 1) и 52 катушечных групп. Об- мотка двухслойная с шагом у 6. Определим распределение катушек по катушечным группам. Согласно предлагаемому изобретению число катушек в катушечных группах с порядковыми номерами 2, 10, 15, 23, 28, 36, 41, 49 определяется из выражения a,entiev - -H-.o,5, причем К - любое целое положительное число, 2р «В данном случае О.к4, т.е. К 1. Тогда ,5+0,5 entier 2,. Число катушек в катушечных группах с номерами 6, 19, 32, 45 определяется из выражения л,, ЛГ1 - - -4. :i 2 ip I Число катушек в катушечных группах с номерами 1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50 - С1з к 1. Число катушек в катушечных группах с номерами 4, 8, 17, 21, 30, 34, 43, 2К 2. Число катушек в катушечных группах с номерами 3, 9, 16, 22, 29, 35, 42, a.entier - -o,,5 .pntier M4|:ik o,,5-./. Число катушек в катушечных группах с номерами 5, 7, 18, 20, 31, 33, 44, 46 q entier -a /5-K a5) .ant.,5. . Число катушек в катушечных группах с номерами 12, 13, 25, 26, 38, 39, 51, 52 - 7 -2K-a5-V -2-l-3-3. На фиг. 4 записаны по порядку номера катушек рассматриваемой обмотки и над ними номера катушечных групп, к которым отнесены катушки в соответ ствии с рассчитанным выше распределе нием катушек по катушечным группам. Поскольку обмотка двухслойная, приня то, что номера пазов совпадают с ном рами тех катушек, сторона которых находится на дне паза (в нижнем слое Отсюда видно, что для описываемой об мотки числа катушек в катушечных гру пах, начиная с первой, соответствуют ряду 1, 2, 1, 2, 3, 3, 3, 2, 1, 2, 1 3, 3, повторенному четыре раза. Обозначим первую фазу как фазу А, вторая фаза - фаза С. , третья - фаза В . Теперь распределяем катушки и катушечные группы по фазам и ветвям фаз. Согласно предлагаемому изобретени в ка)хдой фазе катушечные группы соед нены в три ветви, причем первая ветв первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50) вторая ветвь первой фазы -- группы 2, б, 10, 28, 3 36; .третья ветвь первой фазы - групnfcii 15, 19, 23, 41, 45, 49. На фиг. 4 под номерами вышеуказан ных катушечных групп и их катушками записываем фазу А Далее распределяем катушечные гру пы и катушки по фазам С и В с учетом того, что согласно предлагаемому изобретении первая ветвь второй фазы (фаза с ) состоит из катушечных групп с номерами 4, 17, вторая ветвь второй фазы - группы 3, 20 25, 29, 46, 51; третья ветвь второй фазы - группы 7, 12, 16, 33, 38, 42 первая ветвь третьей фазы - группы 8, 21, 34, 47; вторая ветвь третьей фазы - группы 9, 13, 18, 35, 39, 44; третья ветвь третьей фазы - группы 5, 22, 26, 31, 48, 52. Далее учитываем то, что вес соседние катушечные группы обмотки включаются встречно, за исключением согласно включенных групп 1 и 2, 3 и 4, 8 и 9, 10 и 11, 14 и 15, 16 и 17, 21 и 22, 23 и 24, 27 и 28, 29 и 30, 34 и 35, 36 и 37, 40 и 41, 42 и 43, 47 и 48, 49 и 50. В соответствии с этим группы 1 и 2 на фиг. 4 маркируются как фаза А, группы 3 и 4 - с , группа 5 - В, группа 6 - л , группа 7 - С, группы 8 и9-в и Т.д. Соединение катушечных групп показано на фиг. 1. Катушки первых ветвей в кахсдой фазе соединены в две параллельные полуветви, состояние из равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви. В рассматриваег/юй обмотке в первой фазе одна полуветвь первой ветви состоит из четырех соседних катушечных групп первой ветви 1, 11, 14, 24, соединенных последовательно. Вторая полуветвь состоит из групп 27, 37, 40, 50, соединенных последовательно. Полуветви соединены мехсду собой параллельно. В первой ветви BTopoil фазы одна полуветвь состоит из двух соседних катушечных групп зтой ветви 17, 30, соединенных последова тельно, вторая полуветвь - группы 4, 43, соединенные последовательно, и полуветви соединены ме5хду собой параллельно. В первой ветви третьей фазы одна полуветвь состоит из двух соседних катушечных групп этой ветви 8, 21, соединенных последовательно, вторая полуветвь - группы 47, 34, соединенные последовательно, и полуветви соединены ме;кду собой параллельно. Во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены ме;кду собой последовательно. Далее обмотка построена следующим образом. В фазе конец первой ветви соединен с началом второй и началом третьей.ветвей. От начал первых ветвей выполнены выводы 1н, 2н, Зн, от концов вторых ветвей - выводы 1к, 2к, Зк. Концы третьих ветвей бсех трех фаз соединены мехсду собой в нуль. При подключении к сети выводов 1н,2н, Зн и замыкании между собой выводов 1к, 2к, Зк получается соединение фаз обмотки в звезду, и в схему включены все катушки, соединенные в каждой фазе р две параллельные ветви. При этом обеспечивается число полюсов 2р 12. При подключении к сети выводов 1к, 2к, Зк и разомкнутых выводах 1н, 2н, Зн из схемы исключаются катушки первых ветвей всех трех фаз, во вторых ветвях всех трех фаз имеет место реверсирование тоха по сравнению с режимом 2р., 12,соединение первой и второй ветвей в каждой фазе последовательное соединение фаз -звезда (фиг, 3). При этом обеспечивается 2р 16. На фиг. 4 приведены кривые НДС описываемой обмотки, подтверх дающие получение двух чисел полюсов 2р 12 и 2р2, 16.Обмоточные коэффицие ты 0,831/0,758. Уравнитель ные ЭДС в параллельно соединенных .контурах обмотки при обоих числах полюсов равны нулю. При 2р 12 об мотка сшлметрична. При 2 16 углы между результирующими векторами ЭДС фаз 1, 2, 3, для основной гармоники составляют: 119,6 эл.град, 120,8 эл.град, 3,1 119,6 эл. град. Отношение индукций в воздушном зазоре B 2/S-f6 1,06. На фиг. 5 - электрическая .схема трехфазной полюсопереключаемой обмот ки Р-, 6, Р 8, г 120, у 7, выполненной согласно предлагаемому изобретению аналогично в.ышеописанной обмотке при Z 108. Использование предлагаемой обмот ки позволяет обеспечить высокие технико-экономические показат.ели, хорошее использование активной зоны машины, требуемые механич-еские характеристики при обоих числах. полюсов при.использовании двухскорос .ных двигателей, например, в качестве привода насосов, вентиляторов, нагне тателей. Кроме того расширяется область применения полюсопереключаемых обмоток в электрических машинах, умен шается трудоемкость изготовления двухскоростных электрически машин. Формула изобретения 1. Трехфазная полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел пар полюсов 6/8, с числом катушек 2. 5 12 Р-, , кратным 2 р. , , состоя щая из катушечных групп, соединенных в казэдой фазе в три ветви, причем начала второй и третьей ретвей соеди нены с концом первой ветви, а от начала первой и концов второй и третьей ветвей каждой фазы выполнень выводы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и расширения области пр менения обмотки, она выполнена из юдин-аковых катушек, состоит из р. /6 .одинаковых частей, содержащих кажГдая 52 катушечные группы, причем в казхдой части числа катушек в катушечных группах определены выражениягли: число катушек cf-j в катушечных группах с порядковыми номерами в час ти 2, 10, 15, 23, 28, 36, 41, 49 % entmr -g|-- - o,5j, число катушек а в катушечных группах с порядковыми номерами 6, 19 32, 45 число катушек 0(3 в катушечных группах с порядковыми номерами 1, 11, 14,24, 27, 37, 40, 50 число катушек а в катушечных группах с порядковыми номерами 4, 8, 17, . 21,30, 34, 43, 47 , число катушек в катушечных группах с порядковыми номерами 3, 9, 16, 22, 29, 35, 42, 48 a,5.entier -2t l -c{-f05-k+o,5, , число катушек 01 в катушечных группах с порядковыми номерами 5, 7, 18, 20, 31, 33, 44, 46 a, ,SlS-i +o,5 L г - число катушек сЧу в катушечных группах с порядковыми номерами 12, 13, 25, 26, 38, 39 51, 52 при этом упомянутые ветви фаз состоят из катушечных групп, имеющих следующие порядковые номера в части: первая ветвь первой фазы - катушечные группы с номерами 1, 11, 14, 24, 27, 37, 40, 50, вторая ветвь первой фазы - группы 2,6, 10, 28, 32, 36, третья ветвь первой фазы - группы 15,19, 23, 41, 45,.49, первая ветвь второй фазы - группы 4,17, 30, 4.3, вторая ветвь второй фазы - группы 3,30, 25, 29, 46, 51, третья ветвь второй фазы - группы 7,12, 16, 33, 38, 42, первая ветвь третьей фазы- группы 8,21, 34, 47, вторая ветвь третьей фазы - группы 9,13, 18, 35, 39, 44, третья ветвь третьей фазы - группы 5,22, 26, 31, 48, 52, все соседние катушечные группы включены встречно, за исключением согласно включенных групп 1 и 2, 3 и 4, 8 и 9, 10 и 11, 14 и 15, 16 и 17, 21 и 22,23 и 24, 27 и 28, 29 и 30, 34 и 35, 36 и 37, 40 и 41, 42 и 43, 47 и 48, 49 и 50, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы ветвей соединены последовательно, а в первых ветвях - в две параллельные полуветви, . состоящие из равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви , одноименные ветви всех частей обмотки соединены между собой, где р и - числа пар полюсов обмотки;2.. - общее число катушек обмотки;

- любое целое положи-, тельное число,

-flpj

/

en-t-fer - выделение ближайшего

целого из числа в , скобках, не превосходящего число, заключенное в скобки.

.

2,3,3,3,2,1,2,1,3,3, повторенному четыре раза,

Источник информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 1472773, кл. Н 02 К 3/28, 1977.

а

Л1 П М

S

fr

11

т.

}

I

:c I

I «

§

a

:O

I М II 11 II II И II к II 11 М II II II II II М- и II II II II II II II || || II II

1 г 3 f S е 7 8 3 W п fi 13 1 IS 1 -п If 13 го zi 22 22 гч-гБ 2.9зо 31 31 33 J4f 55 36 3738 33 tO fl tltj if-t fS t6 it W M II

fif 6iB3 6S ее S7 SS ВЗ 70 71 71 73 Tt 75 76 77 18 7Э 80 81 82 83 8f 85 SS 87 88 89 90

ihnnninnrinnnnnrinnMnflfiniinMriflMf 1 II

Э1 9i 33 Sl- 9S 96 97 38 99 WO 101 Wi lOS W /Я WB W7 WS 103 IIS 111112 113 Iff ШИВ H7 118 H9 Ш I SO 51 SI 53 5t 5S SG 57S8 S3 60