Трехфазная обмотка электрических машин переменного тока Советский патент 1981 года по МПК H02K3/28 H02K47/24 H02K17/34 

(54 ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ 11А111ИН ПЕРЕЖНИОГО ТОКА Изобретение относится к области электротехники, а именно, к совмещенным обмоткам машин переменного тока, и может быть использовано в одномашинных преобразователях частоты, в ро торных обмотках синхронных и асинхронных каскадных машин и машин двойного питания. Известна совмещенная обмотка электрической машины, которая содержит в каждой фазе концентрические катушечные группь числом Р , занимающие зону 1 9 в пределах от -гТГ до v-IT flj . Недостатком такой обмотки является ограниченная область применения, вызванная тем, что обмотка создает маг- Ю1тные поля с отношением чисел пар полюсов 2. Применяя эту обмотку в асинхронном преобразователе часто- ты, возможно получить частоту 150 Гц. Известна трехфазная обмотка электрических машин переменного тока, с отношением чисел пар полюсов PI/PS. 5, одностойная, выполненная из одинаковых пространственно сдвинутых 2р-m катушечных групп, каждая из которых занимает Z / соседних пазов и выполнена из концентрических катушек, катушечные группы в фазах сдвинуты на Jf радиан и включены встречно, причем средняя катушка группы имеет вдвое большее число витков по сравнению с остальными катушками группы 2J . Недостатком этой обмотки, помимо ограниченной области применения, является плохое использование меди из-за низких обмоточных коэффициентов: %.-«о 0,793 и Кр5.2 0,257. Цель изобретения - расширение области применения и улучшение использования меди. Цель достигается тем, что в обмотке с числами пар полюсов р и р фазы содержат каждая Зр катушечные группы, все катушки имеют одинаковый шаг, равный радиан; катушечные группы первой фазы, имеющие порядковьй номер t(p. включены согласно с катушечными группами, имеющими номер l+0k-f-г-(р - ), и встречно с катушечны ми группами, име1мцими номер 1 + 15Х+ t:(p-iкатушечные группы второй фазы, ийёющие порядковый номер + 10К+р-(Р,, JK включены встречно с катушечными группами, имеюпщми номер ), и согласно с катушечными группами, име ющими номер 1 + 20К. +() ; катушечны группы третьей фазы, имекщие порядковый номер l+20i.+ ( включены встречно с катушеч1Й мй группами, номер l-UDt+ CR,-i), и согласно с катушечными группами, имеющими номер l+5lt + ( О ; катушечные группы 1 + +(.Р,Ч)и И-20К+| CP -i) имеют по 1(. катушек в группе, остальнйе все катушечные группы - по 21 катушек; при этом 2 - число пазов, fij/R,« 4, 1 - целые числа от 1 до р , йр,На фиг. I показана схема обмотки с 2р 2, 2p.j 8, выполненная на Z 24 пазах; на фиг. 2 - н.с. обмотки для момента времени t 0; на фиг.З разложение н.с. фиг. 2 на две гармоники;, на фиг. А изображено и.с. обI рамотки для момеита времени диан; на . 5 - разложе1ше н.с. фиг. 4 на две гармоники. Трехфазная обмотка с отношением чисел пар полюсов 4 (фиг.1) состоит из соединяемых в звезду фазных обмоток, каждая из которых содержит Зр катушечные группы с одинаковым числом витков в катушках. Все катушки имеют шаг, равный радиан в 2р -полюсном поле. Число пазов, в которых может быть уложена пр,едлагаемая обмотка, определяется по формуле 2 24 , где п - любое целое число. Номер катушечной группы определя ется номером паза, в котором распол жена первая активная сторона первой катушки группы. Катушечная группа фазы Л, именмда порядковый номер 1, включена соглас но с катушечной группой, имеющей номер НбК и встречно с катппечной группой, имемцей номер 1+15К, где 5 jt Катушечная группа фазы С, имеющая порядковый номер 1 + 1 Ok., включена встречно с катушечной группой, имеющей номер 1+Х, и согласно с катушечной группой, имекщей номер 1+201. Катушечная группа фазы В, имеющая порядковый номер 1+20 включена встречно с катушечной группой, имеющей номер 1 + 111( и согласно с катушечной группой, имеющей номер 1+5х. Катушечные группы фазы В 1+11 и фазы С 1+2011 имеют по 1с катушек в группе (т.е. по одной катушке на фиг. 1) ; осталыаш все катушечные группы имеют по 21( катушек (по две катушки на фиг, U% При р 1 дополнительно к указанным катушечным группам добавляется аналогичных таким же образом включенных катушечных групп, номера которых определяются посредством прибавления к номеру каждой катуиечной группы числа () , где -i - целые числа от 1 до Р . Обмоточные коэффициенты обмотки для 2р,- полюсного поля (2р 2}f,o 0,958, для 2р«-полюсного-поля (2р|. 8) koj.f Амплитудное значение 2р -полюсного поля, созданного обмоткой, в четыре раза больше амплитудного значения 2р(-полюсного поля. Векторы ЭДС для всех трех фаз как от 2рполюсного ПОЛЯ, так и от 2р| -полюсного поля одинаковы и симметрично расположены . На фиг. 2 показана н.с. обмотки, изображенной на фиг I, для момента времени t О, когда ток в фазе А максималыйй положительный, т.е. течет от начала фазы к концу, а токи в фазах В и С - половинной амплитуды отрицательные. Ординаты кривой н.с. пропорциональны числам витков катушек и величинам токов. На фиг. 3 показано разложение результирующей н.с. фиг.2 на две гармоники: первую и четвертую. На фиг. 4 изображена н.с. обмоткн для мойента времени -t радиан, когда ток в фазе В максимальный отрицательный, а токи в фазах А и С половинной амплитуды полою:тельные. На фиг. 5 показано разложение результирующей н.с. фиг. 4 на две гармоники: первую и четвертую. Из сравнения фиг. 4 и 2 видно, что за время i jr/S первая и четвертая гармонические и.с. сместились в противоположные стороны относительно первоначального положения на расстоянии, равные - радиан. Следовательно, при подключении трехфазного напряжения к зажимам А, В, С обмотка создает магнитные поля с числами полюсов 2р и 2рж, вращающ еся в противоположные сторошл. Обмотку можно применить в качестве статорной обмотки асинхронного пр образователя частоты на 250 Гц, а также, при замыкании зажимов А, В, С .накоротко, в качестве роторной обмот ки синхронных и асинхронных каскадны машин и мапшн двойного питания. При создании в таких машинах с помощью статорной обмотки 2р.-полюсного поля в рассматриваемой роторной обмотке иаведетсЯ ЭДС,под воздействием которой по обмотке потечет ток, создающий вращающиеся в противоположные ст роны 2р -полюсное и 2рд-полюснре по ля. Совмещенная обмотка заменяет две трехфазные обмотки с 2р- числами полюсов, где отношение чисел пар полюсов А. При этом уменьшает ся расход медного провода на одну треть, упрощается изготовление и уве личивается надежность машины. Формула изобретения Трехфсчзная обмотка электрических машин переменного тока с числом пар полюсов р и , например, для одно машинных преобразователей частоты и синхронных каскадных машин, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем получения чисел пар полюсов и улучшения использования меди, фазы 5 ; содержат каждая Зр катушечные группы из катушек с одинаковым шагом, равным IT/a рад.; кату1печ11ые группы первой фазы, имеющие порядковый номер -T,(Pi . включены согласно с катушечными группами, имекицими номер 1+(+ () , и встречно с катушечными rpVnnaMH, имеющими номер 1 + (й,); катушечные группы второй ф« имекяцие порздковый номер I+10K+ + - () включены встречно с катушечными группами, имеюищми номер + 1с + я- ( , и согласно скатушечными группами, имеющими номер l- -20k. P,i катушеч№1е группы третьей фазь1, имеющие порядковый номер 1+201с+ (P-1-i) включеши встречно с катушечными группами, имею1Щ{| ш номер (P.,-i) , и согласно с катушечными группами, имеющими номер 1+51(.+ |;(РН) катушечные группы 1 + llltt I+20K- -(P-,-i) имеют по ) t k катушек в группе, осталыше все тушечные группы - по 2 V. катушек, ло пазов 2. - кратно 24р , где лые числа от 1 до Р , х. аТрГ Источники информагхии, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2635617/24-07, кл. Н 02 К 3/28, 22.06.78. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2457931/24-07, кл. Н 02 К 3/28, от 1.03.1978, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

Фг/г.