Трехфазная полюсопереключаемая обмотка

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) OD д, 4 н ог К 17/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3827480/24-07 .(22) 20.12,84 (46) 07.08.86 ° Бюл. У 29 (7l) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Д.А.Попов и С.Д.Полов

:(53) 621.313.333.2.045 .58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .У 738052, кл. Н 02 К 3/28, 1980, Дартау А.А. Усовершенствование обмоток многоскоростных scHHxpoHHblx .двигателей. — Электричество, 1979, :У 6, с. 41-48. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛ10СОПЕРЕКЛ1ОЧАЕМАЯ

ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению, может быть исполь.зовано в асинхронных двигателях, Цель изобретения - расширение области применения путем получения отно шения чисел пар полюсов Р /Р =3/7.

Обмотка двухслойная, с целым числом катушек на фаэную вону, соединена в треугольник при меньшем числе пар полюсов и в звезду при большем .числе пар полюсов. Обмотка состоит иэ одинаковых равномерно распределенных катушек, объединенных в девять ветвей и двух трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет три группы выводов по три вывода в каждой, которые образуют зажимы для по-. люсности Р,, и Р . Обмотка pon0mmтельно снабжена третьим переключате-. лем и выполнена из 63 катушечных групп по $ последовательно согласно включенных катушек. Даны номера катушек которые включаются в каждую щ

Ф из девяти частей. Три средних вывода третьего переключателя соединены с внешними выводами обмотки А, Б и

С, три нижних вывода третьего пере-. ключателя соединены вместе, где S - - . .Я целое число.. 4 ил, 2 табл.

1249658 . 2

30,35

С7

Р,=Ç А7

Р 7

В7

В3

СЗ

Изобретение относится к электрическим машинам и может найти применение в асинхронных короткозамкнутых электродвигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки.

Цель изобретения — расширение области применения обмотки, за счет получения отношения чисел пар полюсов Р„ /Р =3/7.

На фнг. I изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой обмотки при 8=1, Z=53 на фнг. 2— векторная диаграмма пазовых ЭДС обмотки при Р, =3; на фиг. 3 — векторная диаграмма пазовых ЭДС обмотки при Р =7; на фиг. 4 — схема-развертка.

Через Ч11, Ч12, Ч13, Ч21., Ч22, Ч23, ЧЗI, Ч32, ЧЗЗ обозначены номера частей оСмотки, через III и П2 — трехполюсные переключатели (переключающие контакторы) с помощью которых производится переключение числа пар полюсов, и через ПЗ вЂ” переключатель, предназначенный для изменения схемы соединения фаэ (фиг. 1).

Верхнему положению переключателей соответствует включение обмотки на три пары полюсов (Р„ =3), а нижнему— на 7 пар полюсов (P =7). Из фиг, 1 видно, что в состав фаз А, В н С при различных числах пар полюсов входят катушечные группы, указанные в табл.1

Таблица 1

1,2,3,28, 4,5,6,22, 7,25,26, 46,47,48 23,24,49 27,43,44, (Чl 1) (Ч1 2) 45 (Ч1 3) 10,11,12, 13,14,31, 8,9,34,35, 29,30,55, 32,33,50, 52,53,54

56 (Ч21) 51 (Ч22) (Ч23) 19,20,21, IS,40,41, 16,17,18, 37,38,39, 42,58,59, 36,61,62, 57 (ЧЗI) 60 (Ч32) 63 (ЧЗЗ) - В строках (см. табл. 1) указаны номера катушечных групп, входящих в состав фаз А, В и С при включении обмотки на три пары полюсов, а в столб- цах 1-3 указаны номера катушечных групп, входящих в состав фаз А, В и

t0

С при включений обмотки на семь пар полюсов.

Прн переходе от схемы с Р,=Ç к схеме с P =7 части Ч11, Ч22, ЧЗЗ остаются в составе прежних фаз, части

Ч12, Ч23, Ч31 переключаются в соседние фазы справа (из фазы А в фазу

В, нз фазы В в фазу С и иэ фазы С в фазу А),части Ч13, Ч21 и Ч32 переключаются в соседние фазы слева (из фазы А в фазу С, иэ фазы С в фазу В и иэ фазы В в фазу А).

Тем самьм при верхнем положении переключателей обеспечивается .максимальное значение амплитуды пространственной гармоники МДС с периодом

27„ =Ю/3, т.е. обмотка создает вращающееся поле с одной парой полюсов (PÄ =3), а прн нижнем положении пере- ключателей обеспечивается максимальное значение амплитуды пространственной гармоники МДС с периодом

2 =ПР/7, т.е. обмотка создает вращающееся лоле с тремя парами полюсов

0 =7) °

На фиг. 2 и 3 позициями 1-63 обозначены номера катушек, к которым относятся соответствующие векторы ЗДС, а одним, двумя и тремя штрихами отме- чены векторы ЭДС катушек, входящих в фазы А, В и С соответственно. Иэ фигур 2 и 3 видно, что предлагаемая обмотка при обоих числах пар полюсов является симметричной, имеет одинаковое фазные зоны шириной 211/3 эл. радиан, а также одинаковое число катушек под разными полюсами, т,е. обмотка является целой и не. создает низших гармоник МДС, На фиг. 4 позициями 1-63 обозначены номера пазов, а буквами Н и К обозначены начала и концы девяти соответствующих частей обмотки.

Предлагаемая обмотка работает следующим образом, При установке переключателей ПI.

П2 и ПЗ в положение обозначенное .P . замыкаются цепи между верхними и средними кснтактами переключателей н катушечные группы распределяются по фазам А., В и С так, как указано в строках 1-3 табл. 1. При этом фазы соединяются в треугольник. При подключении обмотки и трехфазной сети по ней протекают синусоидальные токи и обмотка создает в воздушном зазоре асинхронного двигателя магнитное поле с тремя парами полюсов. При уста%

249658 4

По фильтрующим свойствам обмотки, которые оцениваются относительными значениями обмоточных коэффициентов

К Б = — —, 6=2,3...,, или с помом К

5 о81 щью коэффициента дифференциального рассеяния

К = -у- (К . /y), !

30 о

Обмотка 1 Обмотки

Наименование параметра известная

) Р„

Число пар полюсов, P

36

126

Число пазов, Z

Схема соединения фаз

У о

Фазная зона, 120

120

280

120

120

Симметрия обмотки, по фазам

Полная

Полная Не полная Полная Полная Полная по параллельным ветвям

Полная Полная Полная Полная Полная Полная

Аппаратува управления

1 прекл.+1 выкл.

1 1

3 перекл.

2 перекл.

Кисе

3 1 новке переключателей П1, П2 и ПЗ в положение, обозначенное Р2, замыкаются цепи между нижними и средними контактами переключателей и катушечные группы распределяются по фазам

А, В и С обмотки так, как указано в столбцах 1-3 табл. 1 и фазы соединяются в звезду. При включении в трехфазную сеть такая обмотка создает в воздушном зазоре магнитное поле, вращающееся в том же направлении, что и при Р=Р,, но с другой угловой скоростью, чем обеспечивается ступенчатое регулирование угловой скорости двигателя.

Сравнение полюсопереключаемых обмоток производится по следующим параметрам.

По энергетическим характеристикам асинхронного двигателя с обмоткой данного типа, которые оцениваются величинами минимального момента, минимальной мощности и коэффициента пропорциональности в формуле. момента нагрузки вентиляторного типа (M=K Q) при одинаковых допустимых значениях индукции в воздушном зазоре (В,,й В8 ) и плотности тока в проводах доп обмотки, допустимой по условиям нагрева.

Отдельно оценивается наличие низших пространственных гармоник в кривой МДС F(x) которые вызывают виб— рации и шум при работе асинхронного двигателя и снижают его надежность, I

По сложности схемы управления, которая оценивается числом коммутационных аппаратов или числом пйр их контактов °

По сложности изготовления обмотки, о которой судят по числу различающихся между собой катушек, входящих в схему обмотки.

По величине тока холостого хода двигателя, которая зависит от произ ведения обмоточного коэффициента на коэффициент использования обмотки (К., „К„) .

Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

1249658

Продолжение табл.2

Наименование параметра

Обмотка 1

Обмотки предлагаемая известная

P, ) Р

0,844

0,837 0,831

0,956

0,489

0,831

Кр, Полюсное деление,i

4,5

10 5

21 .9

1Чаг обмотки, У

К„, 0,866

0 731

0,662

0,731

0,866

0,78?

0,623

0,596 .0,697

0,416

0,139

1,0

1,0

0,484 0,720

0,837

0,650

КоБ

0,778

0,560

1,0

1,0

1 е0

М=В К К,„

О, 484

0,069

23,7

0,837

0,540

0,106

P =М /P

2,24

К„=М Р

3,74

4,86

35,8

7,53

Наличие низших гармоник MJIC

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Из таблицы 2 видно, что несмотря на различие чисел пар полюсов, предлагаемая обмотка обладает такими же высокими электромагнитными свойствами. В частности по величине обмоточного коэффициента К,Б, и величине момента в приводах постоянного момента предлагаемая обмотка незначительно уступает известной.

В сравнении с обмоткой 1, имеющей такие же числа пар полюсов, что и предлагаемая обмотка, последняя имеет следующие преимущества: увеличение допустимой по условиям нагрева мощности двигателя в приводах постоянной мощности на 53% (Р =Р =0,106/0,069=1,53) и момента в приводах постоянного момента на

25% (Мо вр л=М й0 ° 54/0,416=1; 25); уменьшение тока холостого двигателя на 34% при включении обмотки на семь пар полюсов благодаря увеличению обмоточного коэффициента до

0,731.вместо 0,484 у известной обмотки более простое изготовление обмотки благодаря применению однотипных

0,280 0,279 0,180 катушек при вдвое меньшем числе последних, полная симметрия обмотки при обоих числах пар полюсов, тогда как из-, вестная обмотка при Р =7 не симметрич- а на, что вызывает появление обратной

МДС и ухудшение характеристик двигателя, В отношении фильтрующих свойств предлагаемая обмотка практически равноценна известной обмотке. В отношении схемы управления предлагаемая обмотка уступает известной, так как требует трех аппаратов управления вместо двух, однако этот недостаток в случае двигателей средней и большей мощности не имеет существенного значения.

Формула изобретения

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на две пары полюсов, Р„ /Р двухслойная с целым числом катушек на фазную зону шириной 2 1/3 электрических радиан, соединенная в треугольник при меньшем числе пар полю7 I 249 сов и в звезду при большем числе пар полюсов, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, соединенных в девять частей Ч11, Ч22, ЧЗЗ, Ч12, Ч23, Ч31, Ч13, Ч21, Ч32, и двух трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет три группы выводов, по три вывода в каждой группе — верхний, средний и нижний и образует в каждой группе одну цепь 1р между средним и верхним (при Р=Р ) или между средним и нижним (при Р=

=Р ) выводами, причем начала частей с номерами Чll, Ч22, ЧЗЗ соединены с внешними выводами обмотки А, В и

С соответственно, а их концы с первым, вторым и третьим верхними выР водами первого переключателя, начала частей с номерами Ч12, Ч23, Ч31 соединены с первым, вторым и третьим gp средними выводами первого переключателя, а их концы — с первым, вторым и третьим верхними выводами второго переключателя, начала частей с номерами Ч13, Ч21, Ч32 соединены с пер- 25 вым, вторым и третьим средними выводами второго переключателя, кроме того, переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним выводами каждого переключателя, отличающаяся. тем, что, с целью расширения области применения, она снабжена третьим трех-

35 полюсным переключателем и выполнена из 63 катушечных групп, по S последовательно согласно включенных катушек, причем катушечные группы с номерами 1, 2, 4, 3, 28, 46, 47, 48 включены последовательно согласно в часть с номером

Ч11, 658 8 катушечные группы с номерами 4, 5, 6, 22, 23, 24, 49 включены последовательно согласно в часть с номером Ч12; катушечные группы с номерами 7, 25, 26, 27, 43, 44, 45 включены последовательно согласно в часть с номером Ч13; катушечные группы с номерами 10, 11, 12, 29, 30, 55, 56 включены последовательно согласно в часть с номером Ч21; катушечные группы с номерами 13, 14, 31, 32, 33, 40, 51 включены последовательно согласно в часть с номером Ч22; катушечные группы с номерами 8, 9, 34, 35, 52, 53, 54 включены последовательно согласно в часть с номером Ч23; катушечные группы с номерами 19

20, 21., 37, 38, 39, 57 включены последовательно согласно в часть с номером Ч31; катушечные группы с номерами 15, 40, 41, 42, 58, 59, 60 включены последовательно согласно в часть с номером Ч32;

I катушечные группы с номерами 16, 17, 18, 36, 61, 62, 63 включены последовательно согласно в часть с. номером ЧЗЗ, первый, второй и третий средние выводы третьего переключателя соединены с концами частей с номерами Ч13, Ч21, Ч32 соответственно, первый, второй и третий верхние выводы третьего переключателя соединены с внешними выводами обмотки В, С и А соответственно, а три нижних вывода третьего переключателя соединены .вместе, где S — - натуральное число.

1249658

П3

Ряг. / бЮ 2 44 бг сг,2 23 45

2/ 2 б,с7

27сб язв,п

< бВ,37,1б

В,сб

57„3б, ю,э

2В бб и сб

Вббб Ю 37

27 54 гб 5б

i2ZiSO

334 37

22,3f, u Ы иг.3

35,гбд

44, 53 бг

34 25,/б сб,бг, в сгю

3i 24 бб гу

632 32

54 53

Фиг.г бс 43

23 бб

32 33

1249658

h, Ц) ) и> Ие

Z + С

Ьъ

М

Ъ

Ь @)м) Ф 3

"> мм

Составитель А,Кецарис

Редактор А,Сабо Техред Л.Олейник Корректор О.Луговая

- Заказ 4337/57, Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4