Электромашинная совмещенная обмотка статора (ее варианты)

Электромашинная совмещенная обмотка статора (ее варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Электромашинная совмешенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р 2 с соединением фаз в две пapaллeJ ьныe звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержаш,ая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторыеподгруппы тех же групп - в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встречно относительно под групп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катушек в 27 пазах, группы 1, 5, 9 содержат по три катушки с шагами по i пазам Y 7, 5, 3, а остальные группы - по две катушки с у 6 и 4, причем пер (Л вая подгруппа содержит наружную катушку , а вторая подгруппа - остальные катушки групп. СЛ СлЭ to 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я 11

1Г 1 2 .7 4 Р b 7 д У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3475072/07 (22) 28.07.82 (46) 07.11.83. Бюл. № 41 (72) В. И. Попов, С. Г. Амамчян и P. М. Манукян (71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.А. А.жданова и Электромашиностроительный завод им. В. И. Ленина (53) 621.313.333.2.045,58 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 382198, кл. Н 02 К 3/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 313503, кл. Н 02 К 19/36, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2937888/07, 31.12.80 (прототип). (54) ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА СТАТОРА (ЕЕ ВАРИАНТЪ|) . (57) 1. Электромашинная совмещенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р = 2 с соединением фаз в две

„„SU„„1053224 A

3(5D Н 02 К 3/28; Н 02 К 19/36 параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые- подгруппы тех же групп — в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп

4 и 10 включены встречно относительно подгрупп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катушек в 27 пазах, группы 1, 5, 9 содержат по три катушки с шагами по пазам у = 7, 5, 3, а остальные группы— по две катушки с y = 6 и 4, причем первая подгруппа содержит наружную катушку, а вторая подгруппа — остальные катушки групп.

1053224

10

2. Электромашинная совмещенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности p = 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности 3р, содержащая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп — в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалами в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катушек в 33 пазах, группы I, 5, 9 содержат по две катушки с шагами по пазам у = 7 и 5, а остальные группы — по три катушки с у = 8, 6, 4, причем первая подгруппа содержит обе катушки для групп

1, 5, 9, наружную катушку для остальных групп, а вторая подгруппа — остальные катушки.

3. Электромашинная совмещенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р = 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп — в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп

4 и 10 включены встречно относительно подгрупп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения

Изобретение относится к обмоткам совмещенных электрических машин и может применяться, например, в синхронных машинах с возбуждением от третьей гармоники магнитного поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.

Известны электромаш инные совмещенные обмотки, выполненные из 12 распределенных катушечных групп, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катушек в 39 пазах, группы 1, 5, 9 содержат по четыре катушки с шагами по пазам у; = 10 — 2(i — 1), а остальные группы по трй катушки с у = 9 — 2 (i — 1), первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную и две соседние с ней катушки, а остальных групп — наружную катушку, вторая подгруппа — остальные катушки групп, где

1 — 4 — номер катушки в группе.

4. Обмотка по п. 3, отличающаяся тем, что числа витков катушек групп 1, 5, 9 равны (0,85 — 0,9) Wx, где Юк — числа витков катушек остальных групп.

5. Электромашинная совмещенная обмотка статора двухслойная трехфазная для полюсности р = 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп 1, 4, 7, !О соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп — в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп

4 и 10 включены встречно относительно подгрупп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, отличающаяся тем, что, с целью упрошения конструкции и изготовления, а также расширения области применения путем выполнения катушек в 51 пазу, группы содержат по четыре катушки с шагами по пазам у; =!1 — 2 (i — 1) для групп 1, 5, 9 и с y; = 12 — 2 (i — 1) для остальных групп, причем первая подгруппа содержит наружную катушку для групп 1, 5, 9, наружную и соседнюю с ней для остальных групп, а вторая подгруппа —, остальные катушки групп, где i = 1 — 4 — номер катушки в группе. полюсности р, а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности бр (1).

Однако такие обмотки имеют ограниченное применение.

Известна трехфазная совмещенная обмотка синхронной машины с возбуждением от третьей гармоники поля, выполненная из распределенных катушек, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для

1053224

55 полюсности р, а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности

Зр, причем ветви фазы выполнены из катушек с различными шагами и числами витков так, что произведения их обмоточных коэффициентов на числа витков для полюсности р равны (21.

Недостатки такой обмотки — сложность конструкции и изготовления из-за неравномерного распределения разношаговых и разновитковых катушек, а также низкое использование меди из-за малого обмоточного коэффициента для полюсности 3р и др.

Известна также электромашинная сов-, мещенная обмотка, выполненная в 39 пазах из 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными. в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы для полюсности р, а концы подключены к двум дополнительным выводам для полюсности

Зр, группы которой с номерами 1, 5, 9 являются началами фаз и содержат по четыре катушки с шагами по пазам у; = 10 2(i — 1) а остальные группы — по три катушки с у; = 9 — 2(i — 1), катушки каждой группы соединены в подгруппы и первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную и соседнюю с ней катушки, а других групп наружную катушку, вторая подгруппа — остальные катушки групп, причем в одной ветви соединены последовательно первые подгруппы и в другой ветви — вторые подгруппы соответствующих групп фазы, а числа витков катушек групп различны, где р = 213).

Недостатки известной обмотки — сложность конструкции и изготовления из-за различных чисел витков в катушках, а также ограниченное применение.

Цель изобретения — упрощение конструкции и изготовления, расширение применения путем выполнения катушек разновитковыми в 27, ЗЗ, 39, 51 пазах.

Цель достигается тем, что в электромашинной совмещенной обмотке статора двухслойной трехфазной для полюсности р = 2 с соединением фаз в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности Зр, содержащая 12 распределенных катушечных групп с концентрическими катушками, соединенными в каждой группе в две подгруппы, в первой фазе первые подгруппы групп

1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп — в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп групп 1 и 7, а для других фаз номера групп чередуются с интервалом в четыре группы, при 27 пазах начальные группы фаз с номерами 1, 5, 9 содержат по три катушки с шагами по пазам у = 7, 5, 3, а остальные группы — по две катушки с у = 6 и 4, причем первая под5

45 группа содержит наружную катушку, а вторая подгруппа — остальные катушки групп.

При 33 пазах группы 1, 5, 9 содержат по две катушки с шагами по пазам y = 7 и 5, а остальные группы — по три катушки. с y = 8, 6, 4, причем первая подгруппа содержит обе катушки для групп 1, 5, 9, наружную катушку для остальных групп, а вторая подгруппа — остальные катушки групп.

При 39 пазах группы 1, 5, 9 содержат по четыре катушки с шагами по пазам у>

10 — 2 (i — 1), а остальные группы — по три катушки с у; = 9 — 2 (i — 1), первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную и две соседние с ней катушки, а остальных групп — наружную катушку, вторая подгруппа — остальные катушки групп, где

1 — 4 — номер катушки в группе.

Причем числа витков катушек групп 1, 5, 9 равны (0,85 — 0,9) Ик, Юк — число витков катушек остальных групп.

В 51 пазу группы содержат по четыре катушки с шагами по пазам у = ll — 2(i — 1) для групп 1, 5, 9 и с y; = 12 — 2(i — 1) для остальных групп, причем первая подгруппа содержит наружную катушку для групп 1, 5, 9, наружную и соседнюю с ней катушку для остальных групп, а вторая подгруппа— остальные катушки групп, где i = 1 — 4— номер катушки в группе.

На фиг. изображена схема предлагаемой обмотки по первому варианту (27 пазов); на фиг. 2 и 3 — диаграммы сдвига осей групп фазы обмотки для полюсности р = 2 (угол c() и 3p = 6 (угол Зс(); на фиг. 4—

6 — схемы предлагаемой обмотки по второму (33 паза), третьему (39 пазов) и четвертому (51 паз) вариантам соответственно.

Обмотка по первому варианту (фиг. 1) выполнена двухслойной трехфазной для полюсности р = 2 в 27 пазах и содержит 12 распределенных катушечных групп 1 — 12 с концентрическими катушками. Группы 1, 5, 9 содержат по три катушки с шагами по пазам у = 5, 5, 3, а остальные группы— по две катушки с y = 6 и 4. Катушки каждой группы соединены последовательно в две подгруппы, первая подгруппа содержит наружную катушку, а вторая подгруппа остальные катушки групп.

Фазы Cl, С2, CÇ обмотки соединены в две параллельные звезды, нулевые выводы которых образуют два дополнительных зажима для полюсности 3р (зажимы 01 и 02).

В первой фазе Cl первые подгруппы групп

1, 4, 7, 10 соединены последовательно в фазу одной звезды, вторые подгруппы тех же групп — в ту же фазу другой звезды, причем подгруппы групп 4 и 10 включены встречно относительно подгрупп 1 и 7. Другие фазы С2 и CÇ выполнены аналогично и номера их групп чередуются относительно фазы Cl с интервалом в 4 и 8 групп: фаза С2 — груп5 пы 5, 8, 1!, 2; фаза СЗ вЂ” группы 9, 12, 3, 6.

Н диаграммах (фиг. 2 и 3) показаны углы сдвига осей групп одной фазы (C1) обмотки (группы 1, 4, 7, 10) для полюсности р = 2 (фиг. 2) и Зр = 6 (фиг. 3), где при

27 пазах х = 6,67 и 3 aL = 20 .

ЭДС подгрупп пропорциональны коэффициентам укорочения их катушек и ЭДС фаз параллельных звезд для полюсности р = 2 с учетом сдвига осей групп (фиг. 2) равны: для фазы одной звезды Е, = 0,998 +

+0985 (1 + 2cos а) = 3,94; для фазы другой звезды Е» = — 0,918 + 0,643 + 0,82 Х

Х (1 + 2соз ж) = 3,956, т. е. они практически равны и поэтому на дополнительных выводах 01 и 02 поле с полюсностью р = 2 практически не наводит ЭДС. Для полюсности Зр = 6 ЭДС относительно выводов 01—

02 определяется аналогично с учетом коэффициентов укорочения катушек и сдвига осей групп (фиг. 3) для полюсности Зр . = 6.

Обмоточные коэффициенты обмотки (фиг. 1) для полюсности р = 2 Кобр = 0,877; для

ЗР = 6 Кобзр. = 0,544.

Для обмоток, указанных на фиг. 4 — 6, обозначения те же и соединения подгрупп такие же, как и для обмоток, указанных на фиг. 1.

Для обмотки по второму варианту в 33 пазах (фиг. 4) группы 1, 5, 9 содержат по две катушки с у = 7 и 5, остальные группы— по три катушки с у = 8, 6, 4. Первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит обе катушки, для .остальных групп — наружную катушку, а вторая подгруппа — остальные катушки групп. Здесь, аналогично обмотке (фиг. 1)

a = — 5,4545 и 3 с(= 16,37 (фиг. 2 и 3);

Е» — = 0,972 + 0,815 + 0,999 (1+2созс()

= 4,775; Ż = — (0,91 -+ 0,69) -(1+2cosa)

4,785, т. е. эти ЭДС практически равны.

Для обмотки (фиг. 4) Ko6p = 0,869 и Кобвр,=

0,432.

Для обмотки по третьему варианту в 39 пазах (фиг. 5) группы 1, 5, 9 содержат по четыре катушки с у = 10 — 2 (i — 1) = 10, 8, 6, 4, а остальные группы — по три катушки с у; = 9 — 2(i — 1)=9, 7, 5, где

1 — 4 — номер катушки в группе. Первая подгруппа групп 1, 5, 9 содержит наружную и две соседние с ней катушки, а остальных групп — — наружную катушку, вторая подгруппа — остальные катушки групп. Здесь

1053224

6 и = 4,615 и ЗЖ = 13845 (фиг. 2 и 3);

Е = — (0,999 + 0,961 + 0,823) (Wx — х) +

-+- 0,993 (1 + 2соза)Юи, Е» = 0,601 (Ю»»вЂ” — х) + (0,903 + 0,721) (1 + 2cosa) Wz, где (W»» — х) — число витков катушек групп

5 1, 5, 9, а W»» — число витков катушек остальных групп. Из условия равенства этих ЭДС находим (Ък — х) = 0;867, т. е. числа витков катушек групп 1, 5, 9 следует брать (0,85 — 0,9). Для обмотки (фиг. 5) Ко р—

1Π— — 0,864 и Кобзр = 0,484.

Для обмотки по четвертому варианту в

51 пазу (фиг. 6) группы содержат по четыре катушки с у; = 11 — 2(1 — 1) = 11, 9, 7, 5 для групп 1, 5, 9 и с у, = 12 — 2(i — 1)

12, 10, 8, 6 для остальных групп, где ! 5 i = 1 — 4 — номер катушки в группе. Первая подгруппа содержит наружную катушку для групп 1, 5, 9, наружную и соседнюю с ней для остальных групп, а вторая подгруппа — остальные катушки групп. Здесь а = 3,53 и 3 и = 10,59 (фиг. 2 и 3);

20 Ż — 0 977 + (0996 + 0,943) (1 + 2cosc()=

6,787; Е, = — 0,896 + 0,759 + 0,578 +

+ (0,834 + 0,674)(1 + 2cos

Для обмотки (фиг. 6) Кобр = 0 846 и

Кобзр. = 0,589.

На фиг. 1, 4, 5 и 6 стрелками показаны направления токов: верхний ряд — при питании обмотки через выводы Cl, С2, СЗ трехфазным током (полюсность р = 2), а нижний ряд — при питании обмотки через дополнительные выводы 01 — 02 однофаззп ным током (полюсность Зр = 6) .

Поле с полюсностью Зр = 6 на выводах

Cl, С2, СЗ ЭДС не наводит в силу симметрии фаз.

Таким образом, обмотка эквивалентна двум независимым обмоткам: трехфазной

35 для полюсности р = 2 и однофазной для полюсности Зр = 6. По отношению к дополнительным выводам 01 — 02 ее можно использовать на переменном или постоянном токе.

Обмотка имеет разновитковые катушки в группах, что упрощает конструкцию и изготовление обмотки по сравнению с известной.

Предлагаемую обмотку можно применять например, на статоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармони45 ки поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и других типах совмещенных электрических машин.

1053224

7Г 7 Г 7 4 5 Е 7 8

АУ 77

Quz.

1Z 1 2

Составитель А. Кецарис

Редактор О. Черниченко Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 8896/53 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

12 1 2 1 4 Х b 7 8 У Ю