Трехфазная двухслойная полюсопереключаемая обмотка Советский патент 1981 года по МПК H02K3/28 

(54) ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ

ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении для создания двухскоростных электрических машин.

Известна трехфазная полюсопереключаемая оййотка двухскоростной электрической машины, каждая фаза которой состоит из трех ветвей, причем вторая и третья ветви выполнены из одинаковых катушек, при этом первые ветви состоят из катушек, намотанных из провода двойного сечения и имеюшях половинное число витков по сравнению с катушками, образуюшими вторые и третьи ветви. При pi парах полюсов в каждой фазе первая ветвь соединена последовательно с параллельно соединенными между собой второй и третьей ветвями. При рг парах полюсов первые ветви исключены из схемы, а вторая и третья ветви соединены последовательно {11.

Недостатком этой обмотки является повышенная трудоемкость, вследствие того, что обмотка выполняется из катушек двух типов.

Известна также обмотка Даландера трехфазная двухслойная полюсопереключаемая обмотка двухскоростного двигателя с отношением чисел пар полюсов Pi/pj 1/2, содержашая 6pi катушечных групп из одинаковых катушек, катушечные группы распределены по фазам в соответствии с формулой S1 i + 3t и включены в фазах последовательно встречно, каждая фаза состоит из двух полуфаз, от начал и концов которых выполнены выводы, в первые полуфазы включены катушечные группы с нечетными номерами, а во вторые полуфазы - каtoтушечные группы с четными номерами, где { номер фазы; t - целое число, О t 2pi - 1; ST - номер t-ой катушечной группы i-ой фазы 21.

Недостатками известной обмотки являются

15 низкие обмоточные козффициеиты и невозможность обеспечить одинаково хорошее использование активной зоны машины при обоих числах полюсов вследствие того, что при переключении обмотки числа витков в ней можно изменить

20 только точно в огношении 1/2.

Цель изобретения - повышение обмоточных коэффициентов полюсопереключаемых обмоток и обеспечение оптимального использования ак38тивной зоны маишны при обоих числах полюсов. Эта цель достигается тем, что трехфазную полюсоперсключаемую обмотку с отношением чисел пар полюсов Pi/p 2/4, состоящую из одинаковых катушек, число которых больше или равно бр) и кратно 3p|, выполняют из 12pi катушечных групп, число катушек в которых, начиная с первой, соответствует ряду Д, 7. 3 4, повторенному Зр, раз, причем а, tier ( ,. 0,5); а, entier ( + о, 8з pl, 1 aj; 84 - a-i, катушечные груп пы соединены в каждой фазе в три ветви, которые состоят из катушечных групп с порядковыми номерами, определяемыми выражениями: первая ветвь первой фазы 1 + 6t, первая ветвь второй фазы 3 + 6t, первая ветвь третьей фазы 5 + 6t, вторая ветвь первой фазы 8+ 12Е, вторая ветвь второй фазы 4 + 12Е, вторая ветв третьей фазы 12 + 12Е, третья ветвь первой фазы 2 + 12, третья ветвь второй фазы 10+ 126 третья ветвь третьей фазы 6 + 12R, все соседние катушечные грутшьг, принадлежаихие разным фазам, включены встречно, а принадлежашие одной и той же фазе - согласно, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены последовательно, а в первых ветвях - в две параллелыл,1е полуветви, состоящие из равного кстпичества последовательно соединенных любых соседних катушечных групп своей ветви, в каждой фазе первая ветжь соединена последовательно со второй и третьей ветвями данной фазы, причем конец первой ветви и начала второй и третьей ветвей соединены между собой, а от начал первых ветвей и концов вторых и третьих ветвей выполнены выводы, где PI и PJ - числа пар полюсов обмотки; Z - число катушек обмотки; t - целое число, О t 2р, - 1; К- целое число, О Е р - 1; entier - выделение ближайшего целого из числа в скобках, не превосходящего число, заключенное в скобки. На фиг. 1 представлена злектрическая схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки для PI 2, Р2 4, Z 66; 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. Трехфазная полюсопереключаемая обмотка Р2 4, Z 66 выполнена из одинаковых катупюк, состоит из 12р, 12.2 24 катушечных групп. Обмотка двухслойная с шагом У 8. Число катун1ек в первой катушечной группе определяется из выражения а, entier 0,5); Э) entier -jg; ,5 entier 2,33 2,члсло катушек во второй катушечной группе определяется из выражения 32 entier +0, а, entier | + 0,5) entier 4,166 4, число катушек в третьей катушечной группе определяется из выражения зз - 2аа - а,; а, -|1 -24-2 1,. число катушек в четвертой катупгечной группе равно числу катушек во второй катушечной группе 84 32 4. Таким образом, распределение кату1пек по катушечным группам, начиная с первой, соответствует ряду 2, 4, 1 и 4, повторенному Зр, 6 раз. На фиг. 4 изображены по Г орядку номера катушек рассматриваемой обмотки и над ними номера катушечных групп, к которым отнесены катушки в соответствии с рассчитанным распределением катушек по катутлечным группам. Поскольку обмотка двухслойная, принято, что номера пазов совпадают с номерами тех катушек, сторона которых находится на дне паза, т.е. в нижнем слое (распределение показано для половиШ) статора, вторая половина повторяет первую) . Обозначим первую фазу через А, вторую фазу-С, третья - В и распределим катушки и катушечные группы по фазам и ветвям фзз. В каждой фазе катушечные группы соединены в три ветви, причем первая ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 1 + 6t (t - целое число, О t 2pi - 1 шш О t 3), т.е. первая ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с номерами I, 7, 13 и 19. Первая ветвь второй фазы состоит из катушечных групп с номерами 3 + 6t, т.е. групп 3, 9, 15 и 21. Первая ветвь третьей фазы состоит из катушечных групп с номерами 5 + 6t, т.е. группы 5, 11, 17 и 23, Вторая ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 8 + 12 (где t - целое число, О Е PI - 1 или О t 1), т.е. групп 8 и 20. Вторая ветвь второй фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 4 + 12 т.е. групп 4 и 16. Вторая ветвь третьей фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 12 + 12 т.е. групп 12 и 24. Третья ветвь первой фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 2 + 12В т.е. групп 2и 14. Третья ветвь второй фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 10 + 12 т.е. групп 10 и 22. Третья ветвь третьей фазы состоит из катушечных групп с порядковыми номерами 6 + 12R т.е. групп ,6 и 18. Все соседние катушечные группы обмотки, принадлежащие разным фазам, включаются встречно, а принадлежащие одной и той же фазе - согласно, т.е. группы 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, и т,д. включаются встрешо, а группы 1 и 2, 3и 4, 5 и 6 и т.д. включаются согласно. 5 В соответсгвии с этим группы 1 и 2 (фиг. 4 маркируются как фаза А. группы 3 и 4 - С, группы 5 и 6 - В, группы 7 и 8 - А, группы 9 и 10 - С группы 11 и 12 - В и т.д. При соедипении катушечных групп (фиг. 1) катушки первых ветвей в каждой фазе соединены в две параллельные пояуветви, состоящие из равного количества последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви. В первой фазе одна полуветвь первой фазы выполнена из двух соседних кату1нечных групп первой ветви 1 и 7, соединенных последовательно. Вторая полуветвь состоит из групп 13 и 19, также соединенных последовательно, а сами полуветви соединены между собой параллельно. В первой ветви второй фазы одна полуветвь состоит из дзух соседних катушечных групп 9 и 15 зтой ветви, соединенных последовательно, вторая полуветвь - групп 21 и 3, соединенные последовательно, а полупетвн соединены между собой параллельно. В первой ветви третьей фазы одна полуветвь состоит из двух соседних катушеч1п.1х групп 5 и 11 зтой ветви, соединенных последовательно, вторая полуветвь - из групп 17 и 23, соединенных последовательно, и полуветви соединены между собой параллельно. Во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены между собой по следовательно. В каждой фазе первые ветви соединены-последовательно со второй и третьей ветвями, при этом конец первой ветви соединен с началом второй и началом третьей ветвей От начал первых ветвей фаз выполнены выводы 1н, 2н, и Зн, от концов вторых ветвей выводы 1к, 2к и Зк. Концы третьих ветвей всех трех фаз соединены между собой в нуль (фиг. 1 и 2). При подключении к сети выводов 1н, 2н и Зн и замыкания между собой выводов 1к, 2к и Зк (фиг. 3) получается соединение фаз обмо ки в звезду, в схему включены все катушки, соединенные в каждой фазе в две параллельные ветви. При зтом обеспечивается число полюсов 2р, - 4. При подключении к сети выводов 1к, 2к и Зк и разомкнутых вьюодах 1н, 2н и Зн (фиг. из схемы исключаются катушки первых ветвей всех трех фаз, во вторых ветвях всех трех фа имеет место реверсирование тока по сравнению с режимом 2pi 4, соединение третьей и второй ветвей в каждой фазе последовательное, соединение фаз - звезда. При зтом обеспечивается 2pj 8. На фиг. 4 приведены кривые МДС предлагаемой обможи, подтверждающие получение двух чисел полюсов 2pi 4 и 2pj 8. Обмоточные коэффициенты Кд/К, ,0,659/0,907.-Уравнитель ные ЭДС в параллельно соединенных контурах обмотки при обоих числах полюсов равны нулю. При обоих числах полюсов обмотка симметрична. Отноше1ше индукций в воздушном зазоре /В 1,0, т.е. обеспечивается оптимальное использование активной зоны машины. Таким образом, использование изобретения позволяет: 1.Изменять число вИтков при переключении обмотки в отношении, отличающемся от 1/2, за счет иckлючeния из схемы при одном из чисел полюсов катуи1ек, образующих первые ветви фаз. 2.Обеспечить при обоих числах полюсов индукции в воздушном зазоре маи1ины, отношение которых близко 1, и оптимальное использование активной зоны машины. 3.Повысить пусковой и опрокидьгеаюший моменты даигателя при pj парах полюсов без уменьшения моментов.при Pi парах полюсов и без увеличения активт 1х размеров машины. 4.Уменьшить расход материалов на изготовление машины при одновременном повьш1ении КПД при обоих шслах полюсов. Формула изобретения Трехфазная двухслойная полюсонереключаемая обмотка с отношением чисел пар полюсов fJt/Pa 2/4, состояш я из одинаковых катушек, число которых 2 6р и кратно 3pi, о т л ичаюшаяся тем, что, с целью повышеIDW обмоточных коэффициентов и обеспечения оптимального использования активной зоны машины при обоих числах полюсов, обмотка со- . стоит из 12pi катушечных групп, число катушек в которых, начиная с первой, соответствует ряду BI, 83, aj, 34 повторенному Зр| раз, причем BI entter (-IFE 0.5); а entier 0,5); 83 3P-t ® ® катушечные группы соединены в каждой фазе в три ветви, которые состоят из катушечных групп с порядковыми номерами, определяемыми выражениями: первая ветвь первой фазы 1 + 6t, первая ветвь второй фазы 3 + 6t, первая ветвь третьей фазы 5 + 6t, вторая ветвь первой фазы 8 + 12 ft вторая ветвь второй фазы 4 + вторая ветвь третьей фазы 12 -f + 12, третья ветвь первой фазы 2 121 третья ветвь второй фазы 10 + 12R третья встиь третьей фазы 6 + I2t, все соседние катушечные группы, принадлежашие разным фазам, включены встречно, а принадлежашие одной и той же фазе - согласно, во второй и третьей ветвях всех трех фаз катушечные группы соединены последовательно, а в первых ветвях - в две параллельные полуветви, состоящие из последовательно соединенных соседних катушечных групп своей ветви, в каждой фазе первая ветвь соединена последовательно со второй и третьей ветвями данной фазы, при этом конец первой ветви и начала второй и третьей ветвей соединены между сх)бой, а от начал первых ветвей н концов вторых и третьих ветвей выполнены выводы, где Р) и PJ - числа пар полюсов обмотки; 2 - число катушек обмотки; t - целое число, ,--l; t - целое число О Pi - 1; entier - выделение блиI 2 3 Ч- 5 6 1 В 9 10 Ш

3 353637 38 39 W / 2 W 5 6 50 51 52535 4 5S56 5158 59 GO 6} 62 63 66 В7 68

Ji II II It 11 л II II It II II II М II ll II II и |1 П II М II II 1 || |1 II II II П И

жайшего целого из числя в скобках, не превосходящего число, заключенное в скобки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ф(/г. J 2 131 1 /5 /7 /0 1920 22 2т25 26 2128 29 3031J2 33

fli /12 /1Ъ

В1

/ife2}(У(

фиеЬ

/ 2. Ъ k 5 6 7 Д 9 Ю 11 12 / 2 J« б Т 59 ГО//f2l(iff5f6in§l9202t f2j 252627i8 3031 2i b ((8 55051525Ъ5 555дУI 58 6061626 61,6366

Ус1 с с с с ШИ бдбд fol ffr д б б в ссс | бййё{Ж| 1ЛА/ч г с Щузддя 1л1/1У/ 41сПс

+ + - + + + -.-«. + + + «

+ 4 +

-h -f + «f-t-f

---Ч-+4+4

+ -f-l-- - 44+- --+- -4+4

4--4-4-Ч+ +

2/),4

a

X

N

X

0

Фие