Трехфазная полюсопереключаемая обмотка

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электрическим машинам и может нейти применение в асинхронных электродвигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки. Целью изобретения является расширение области применения обмотки путем получения соотношения числа пар полюсов 1:2:3. Обмотка вьшолнена из 18 катушечных групп (КГ), включенных последовательно-согласно в 9 частей обмотки А1, А2, A3, В1, ВЗ, ВЗ, С1, С2, СЗ трех трехполюсных переключателей, одного двухполюсного переключателя и одного трехполюсного выключателя, причем катушечные группы (КГ) распределены по частям следующим образом: КГ 1 и 2 входят в часть А1, КГ 3 и 10 - в часть А2, КГ 11 и 12 - в часть A3, КГ 4 и 15 - в часть В1, КГ 5 н 6 - в часть В2, КГ 13 и 14 - в часть ВЗ, КГ 17 и 18 - в часть С1, КГ 7 и 8 - в часть С2, КГ 9 и 16 - в часть |СЗ. Части обмотки А2, В1, СЗ снабже- jны выводами от средних точек. Переключатели и выключатель соединяют части обмотки так, что при двух парах S i (Л со | 00 Фи&1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 Н 02 К 17/14 т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ 3, . ч, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4040703/24-07 (22) 21.02 ° 86 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Д.A. Попов и С.Д. Попов (53) 621.313.333.2.045.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 879711, кл. Н 02 К 17/14, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1105984, кл. Н 02 К 3/28, 1984. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ

ОБМОТКА (57) Изобретение относится к электрическим машинам и может найти применение в асинхронных электродвигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки. Целью

„Л0„„1319178 А 1 изобретения является расширение области применения обмотки путем получения соотношения числа пар полюсов

1:2:3. Обмотка выполнена из 18 катушечных групп (КГ), включенных последовательно-согласно в 9 частей обмотки А1, А2, А3, В1, В3, ВЗ, С1, С2, СЗ трех трехполюсных переключателей, одного двухполюсного переключателя и одного трехполюсного выключателя, причем катушечные группы (КГ) распре" делены по частям следующим образом:

КГ 1 и 2 входят в часть А1, КГ 3 и

10 — в часть А2, КГ 11 и 12 — в часть

АЗ, КГ 4 и 15 — в часть В! КГ 5 и

6 — в часть В2, КГ 13 и 14 - в часть

В3, КГ 17 и 18- в часть С1, КГ7 и 8 — в часть С2, КГ 9 и 16 — в часть

СЗ. Части обмотки А2, В1, СЗ снабже" ,ны выводами от средних точек. Пере- С ключатели и выключатель соединяют части обмотки так, что при двух парах 2

1319 I 7 полюсов (Р 2) части Аil-АЗ соединены последовательно согласно и входят в фазу А, части В1 - B3 соединены последовательно-согласно и входят в фазу В, части С1 - C3 соединены последовательносогласно и входят в фазу С. При включении на три пары полюсов (Р =3) в фазу А входят последовательно-согласно включенные части А1, С2 и ВЗ, в фазу  — последовательно-согласно включенные части В1, А2 и С3, в фазу

С - последовательно-согласно включенные части С1, В2 и АЗ. При включении на одну пару полюсов (Р =1) в фазу A входят части А1 — A3, при этом к по следовательно-согласно включенным

КГ! — 3 присоединены параллельно включенные последовательно-согласно

КГ 10-12, причем начало КГ 1 соединено с концом КГ 12. В фазу В входят части С1 — СЗ, при этом к последовательно-согласно включенным КГ 7-9 присоединены параллельно включенные последовательно-согласно КГ 16-18, причем начало КГ 7 соединено с концом КГ 18. В фазу С входят части

81 — B3, при этом к последовательносогласно включенным КГ 13-1S присоединены параллельно включенные последовательно-согласно КГ 4-6, причем начало КГ 13 соединено с концом KI б.

3 ил., 1 табл.

20

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в электромашиностроении для создания трехскоростных асинхронных двигателей для привода станков, насосов и вентиляторов, эскалаторов метрополитена, колесных пар электроподвижного состава, устройства автоматики и т.д.

Целью изобретения является расширение области выполнения обмотки путем получения соотношения чисел пар полюсов Р„:Р .Р -1.2.3.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагае" мой обмотки; на фиг. 2 — векторные диаграммы катушечных ЭДС предлагаемой обмотки (8=1, Е=18); на фиг.З— схема-развертка предлагаемой обмотки при 8=1, Е 18 и 74.

На фиг ° l — А1 - A3, Â1 — ВЗ, С1 — C3 — девять частей обмотки, П1 — ПЗ вЂ” первый, второй и третий трехполюсные переключатели соответственно, П4 — двухполюсный переключатель, В " трехполюсный выключатель, а Х1, Е1 и 71 - выводы от средних точек частей А2, В1 и СЗ соответственно. В скобках указаны номера катушечных групп КГ, входящих в состав соответствующих частей обмотки. При включении обмотки на одну пару полюсов (Р =1) переключатели П1 и П2 находятся в верхнем положении, переклю чатели ПЗ и П4 занимают нижнее положение, выключатель В включен. При включении обмотки на две пары полюсов (Р =2) переключатели П1 — П4

2 находятся в верхнем положении, а выключатель В разомкнут, при включении обмотки на три пары полюсов (Р =3) переключатели П1 и П2 находятся в нижнем положении, переключатели ПЗ и П4 — в верхнем, выключатель В разомкнут. Цифрами 1-18 (фиг. 2) обозначены номера катушек, к которым относятся соответствующие векторы

ЭДС. Одним, двумя и тремя штрихами (фиг.2) отмечены векторы ЭДС катушек, входящих в состав фаз А, В и С соответственно. Одним, двумя и тремя штрихами с поперечным штрихом обозначены векторы ЭДС катушек, включенных в схемы фаз А, В и С встречно. Предлагаемая обмотка при всех числах пар полюсов является симметричной, имеет целое число катушек на фаэную зону и, следовательно, не создает низших пространственных гармоник МДС. При

Р„ =1 обмотка имеет фазные зоны шириной 60 эл.град. и, кроме основной гармоники, создает только нечетные пространственные гармоники МДС. При

Р =2 и Р =Ç обмотка имеет фазные зоны шириной 120 эл.град. и, кроме основной гармоники, создает высшие пространственные гармоники МДС как нечетного, так и четного порядков.

1319178

Кратные трем гармоники в кривых распределения МДС отсутствуют при всех числах пар полюсов. Цифрами 1-18 (фиг. 3) обозначены номера катушек, буквами Н и К вЂ” начала и концы соот- 5 ветствующих частей обмотки, а Х1, Z1 и Y1 — выводы от средних точек частей А2, В1 и СЗ соответственно.

Устройство состоит из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в катушечные группы и соединенных в девять частей А1 — AÇ, В1

В3, С1 — СЗ, и первого П1 и второго

П2 трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет три группы выво- 5 дов по три вывода в каждой группе верхний, средний и нижний и замыкает в каждой группе одну цепь между средним и нижним или между средним и верхним выводами, причем первый П1 и вто-20 рой П2 трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним, третий нижний с первым верхним их выводами, начало части А1 соединено с внешним выводом A обмотки, концы частей А1, В1 и С1 — соответственно с первым, вторым и третьим верхними выводами первого П1 трехполюсного переключателя, начала частей А2, В2 и С2 соответственно первым, вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя П1, их концы — соответственно с первым, вторым 35 и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя П2, а начала частей AÇ, BÇ и C3 — соответственно с первым, вторым и третьим средними выводами второго трехполюс- 40 ного переключателя П2, части трехфазной полюсопереключаемой обмотки содержат 18 катушечных групп, каждая из которых состоит из S рядом лежащих последовательно-согласно вклю- 45

1ченных катушек ($=1,2,3 ...), причем катушечные группы с номерами 1 и 2 включены последовательно-согласно в часть А1, катушечные группы с номерами 3 и 10 — последовательно-согласно 50 в часть А2, катушечные группы с номерами 11 и 12 — последовательно-согласно в часть AÇ, катушечные группы с номерами 4 и 15 — последовательносогласно в часть В1, катушечные груп- 5 пы с номерами 5 и 6 — последовательно-согласно в часть В2, катушечные группы с номерами 13 и 14 — последовательно-согласно в часть BÇ, катушечные группы с номерами 17 и 18 последовательно-согласно в -часть С1 катушечные группы с номерами 7 и 8— последовательно-согласно в часть С2, а катушечные группы с номерами 6 и

9 — последовательно-согласно в часть

С3, части обмотки А2, В1 и СЗ имеют выводы от средних точек Xi Z1 и У1 соответственно, обмотка содержит третий трехполюсный переключатель ПЗ, имеющий три группы выводов по три вывода в каждой группе — верхний, . средний и нижний и замыкающий в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, двухполюсный выключатель

П4, имеющий две группы выводов по три вывода в каждой группе — верхний, средний и нижний и замыкающий в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, и трехполюсный выключатель

В, имеющий три группы выводов по два вывода в каждой группе — правый и левый и замыкающий цепь в каждой группе, причем концы частей AÇ, ВЗ и С3 соединены соответственно с первым, вторым и третьим средними выводами третьего трехполюсного переключателя ПЗ, верхние выводы которого и правые выводы трехполюсного выключателя В соединены между собой, а первый, второй и третий нижние выводы третьего трехполюсного переключателя ПЗ соединены с началами частей

А1, В1 и С1 соответственно, выводы от средних точек Х1, Zi u Yi частей

А2, В1 и СЗ соединены с первым, вторым и третьим левыми выводами трехполюсного выключателя В соответственно, первый и второй средние выводы двухполюсного переключателя П4 соединены с внешними выводами В и С обмотки соответственно, начала частей

В1 и С1 соединены соответственно с первым и вторым верхними выводами двухполюсного переключателя П4, первый и второй нижние выводы которого соединены соответственно с третьим средним выводом первого трехполюсного переключателя П1 и вторым верхним выводом второго трехполюсного переключателя П2.

В таблице представлен состав фаз при определенном числе пар полюсов °

131 9178

Фаза

Состав фаз при числе пар полюсов

1 = 1

Р =3

P =1

1,2,3

10 11 12

4,5,6

13,14,15

7,8,9

16, 17,18

1,2,7,8

13,14

3,4,9,10

15, 16

5,6,11,12

17,18

1,2,3

-10,-11,-12

7,8,9

-16,-17,-18

-4,-5,-6

13,14,15

Обмотка работает следующим образом.

При установке переключателей П1 и П2 в верхнее положение, а переключателей ПЗ и П4 в нижнее положение и включении выключателя В обмотка соединяется в звезду с двумя параллельными ветвями в каждой фазе (по схеме Y ), а катушечные группы распределяются по фазам так, как указано в таблице (Р„ =1) ° Знак "минус" перед номером катушечной группы означает, что эта катушка включена встречно катушкам с положительными знаками.

При этом катушечные группы с положительными знаками образуют одну параллельную ветвь фазы, а катушки с отрицательными знаками — другую. При подключении обмотки к трехфазной сети она создает основное вращающееся магнитное поле с одной парой полюсов При Отключении в лючателя В 40 и переводе переключателей П1 — П4 в верхнее положение направление тока в катушечных группах с номерами 10-18 изменяется на противоположное, обмотка соединяется В звезду с ОднОЙ па 4 раллельной ветвью в каждой фазе, катушечные группы распределяются по фазам обмотки так, как указано в таблице (Р =2). При таком включении обмотка создает основное вращающееся магнитное поле с двумя парами полюсов. При переводе переключателей П1 и П2 в нижнее положение, а переключателей ПЗ и П4 в верхнее положение и .размыкании выключателя В обмотка сое" диняется в звезду с одной параллельной ветвью в каждой фазе, при этом катушечные группы распределяются по фазам так, как указано в таблице (Р =3). При таком включении обмотка создает основное вращающееся магнитное поле с тремя парами полюсов. Тем самым обеспечивается трехступенчатое регулирование угловой скорости двигателя.

В отношении сложности управления числом пар полюсов предлагаемая обмотка практически равноценна аналогу, так как в обоих случаях управление происходит с помощью пяти коммутационных аппаратов, но уступает известной, управляемой двумя переключателями. В отношении фильтрующих свойств сравниваемые обмотки практически равноценны, так как они имеют целое число катушек на фазную зону и не создают низких пространственных гармоник МДС, но создают помимо нечетных и четные высшие гармоники

ИДС при двух числах пар полюсов.

Предлагаемая обмотка изготавливается из одинаковых катушек, аналог — иэ катушек четырех типов, а известная— из меньшего числа катушек.

Таким образом, предлагаемая обложка, обеспечивая создание в воздушном зазоре асинхронного двигателя вращающегося магнитного поля с

1 — 3 парами полюсов, позволяет расширить область применения обмотки на трехскоростные асинхронные двигатели с соотношением скоростей 1:2:3.

Формула изобретения

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка, двухслойная, с целым числом катушек на фазную зону, состоящая иэ одинаковых равномерно распределенных

1319178 катушек, входящих в катушечные группы и соединенных в девять частей А1, А2, АЗ, Â1, В2, ВЗ, Сi, С2, СЗ, и первого и второго трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет 5 три группы выводов по три вывода в каждой группе — веркиной, средний и нижний и замыкает в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, 10 причем первый и второй трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним, третий нижний с первым верх-!5 ним их выводами, начало части А1 соединено с внешним выводом А обмотки, концы частей А1, В1, С1 соединены соответственно с первым, вторым и третьим верхними выводами первого трехполюсного переключателя, начала частей А2, В2, С2 соединены соответственно с первым, вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя, а их концы сое-.. динены соответственно с первым, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя, начала частей АЗ, ВЗ, СЗ соединены соответственно с первым, вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя, о т л и ч а ю щ а я с я тем„ что, с целью расширения области применения путем получения соотношения чисел 35 пар полюсов 1:2:3, она выполнена из восемнадцати катушечных групп по $ рядом лежащих последовательно-согласно включенных катушек, причем катушечные группы с номерами 1 и 2, 40 включены последовательно-согласно в часть А1, катушечные группы с номерами 3 и 10 включены последовательно согласно в часть А2, катушечные группы с номерами 11 и 12 включены 45 последовательно-согласно в часть АЗ, катушечные группы с номерами 4 и 15 включены последовательно-согласно в часть В1, катушечные группы с номерами 5 и 6 включены последовательносогласно в часть В2, катушечные группы с номерами 13 и 14 включены последовательно"согласно в часть ВЗ, катушечные группы с номерами 17 и 18 включены последовательно-согласно s

I часть С1, катушечные группы с номерами 7 и 8 включены последовательно-согласно в часть С2, катушечные группы с номерами 6 и 9 включены последовательно-согласно в часть СЗ и снабжены выводами от средних точек частей А2, В1, СЗ, третьим трехполюсным переключателем, имеющим три группы выводов по три вывода в каждой группе— верхний, средний и нижний и замыкающим в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, двухполюсным переключателем, имеющим две группы вы-. водов по три вывода в каждой группе — верхний, средний и нижний и замыкающим в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, и трехполюсным выключателем, имеющим три группы выводов по два вывода в каждой группе — правый и левый и замыкающим цепь в каждой группе, причем концы частей АЗ, ВЗ, СЗ соединены соответственно с первым, вторым и третьим средними выводами третьего трехполюсного переключателя, верхние выводы которого и правые выводы трехполюсного выключателя соединены между собой, а первый, второй и третий нижние выводы третьего трехполюсного переключателя соединены с началами частей Ai В2, С1 соответственно, выводы от средних точек частей А2, В1, СЗ соединены с первым, вторым и третьим левыми выводами трехполюсного выключателя соответственно, первый и второй средние выводы двухполюсного переключателя соединены с внешними выводами В и С обмотки соответственно, начала частей В1 и С1 соединены соответственно с первым и вторым верхними выводами двухполюсного переключателя, первый и второй нижние выводы которого соединены соответственно с третьим средним выводом первого трехполюсного переключателя и вторым верхним выводом второго трехполюсного переключателя, где 5 — натуральное число °

1319178 уф Р Д 1

5/у Ю;а и

6 я и

ЦД

H5t Р44.

)фщ фе/

g z в,п 4 ца

3,9 lS

eQ 0

Фиа.д

Составитель А. Кецарис

Редактор И. Шулла Техред Н.Глущенко Корректор В. Бутяга

Заказ 2524/51 Тираж 660 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