Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1 и 7 пар полюсов

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1 и 7 пар полюсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей обмотки. Обмотка выполнена из 42 катушечных групп, включенных последовательно в девять частей обмотки А1, А2, А3, В1, В2, В3, С1, С2, С3 и двух трехполюсных переключателей, причем шесть из девяти частей обмотки содержит по четыре, а остальные три части по шесть последовательно соединенных катушечных групп, состоящих из одинаковых равномерно распределенных катушек. Катушечные группы, имеющие четные номера, включены встречно по отношению к остальным катушечным группам в каждой части обмотки. Переключатели снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при одной паре полюсов части А1, А2 И А3 включены последовательно и входят в фазу А, части В1, В2 И В3 включены последовательно и входят в фазу В, части С1, С2 и С3 включены последовательно и входят в фазу С. При включении на семь пар полюсов в фазу А входят части А1, В3 и С2, включенные последовательно, в фазу В входят части В1, А2 и С3, в фазу С входят части С1, В2 и А3. 3 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 5П 4 H 02 К 17/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4337112/24-07 (22) 03. 12.87 (46) 23.08.89. Бюл. Р 31 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Д.А.Попов и С.Д.Попов (53) 621.313.333.045.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к= 746820, кл. Н 02 К 3/28, 1980, Авторское свидетельство СССР

У 1365267, кл. Н 02 К 17/14, 1986. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ

ОБМОТКА HA 1 И 7 ПАР HOJIIOC08 (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей обмотки. Обмотка выпол.нена из 42 катушечных групп, включенных последовательно в девять частей обмотки At, А2, AÇ, 81, 82, ВЗ, С1, С2, С3, и двух трехполюсных переключателей, приЧем шесть из девяти

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть испольэовано при создании двухскоростных асинхронных двигателей с 1 и 7 парами полюсов для привода станков, колесных пар электроподвижного состава, устройств автоматики.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей обмотки путем увеличения обмоточных коэффициентов, На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема обмотки, на фиг.2 — векторные диаграммы катушечных ЭДС предлагаемой обмотки (S = 1, Z = 42); на фиг.3 — схема-развертка

„,Я0„„1 503053 А1

2 частей обмотки содержит по четыре, а ос" àëüíûå три части по шесть последовательно соединенных катушечных групп, состоящих из одинаковых равномерно распределенных катушек. Катушечные группы, имеющие четные номера, включены встречно по отношению к остальным катушечным группам в каждой части обмотки. Переключатели снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при одной паре по:носов части Al, A2 и AÇ включены последовательно и входят в фазу А, части 81, 82 и 83 включены последовательно и входят в (baby В, части С1, С2 и С3 включены последовательно и входят в фазу С. При включении на семь пар полюсов в фазу А входят части А1, 83 и С2, включенные последовательно, в фазу В входят части В1, А2 и СЗ, в фазу С входят части С1, 82 и AÇ. 3 ил., 2 табл ° предлагаемой обмотки при S = 1, Z = 42.

На фиг ° 1 обозначены 9 частей обмотки А1-АЗ, 81-83 С1-С3, первый П1 и второй П2 трехполюсные переключатели, в скобках указаны номера катушечных групп КГ, входящих в состав соответствующих частей обмотки. Знак

"минус" перед номером катушечной группы означает, что она включена встречно катушечным группам с положительным знаком.

На фиг.2 обозначены внешние выводы обмотки А, В, С, номера катушек

1-42, к которым относятся соответст5 150305 1 нукпцие»н I;òîtè ..),ПС, одним> JlHvh1H и тремя штрихами на векторы ЭПС катушек, нключ нных согласно в схемы А, В и С сс1отнетстненно> одним> двумя тремя штрихами с поперечным штрихом векторы ЗДС катуни к, включенных встречно в схемы фаэ А> В и С соотBE .òñòâåííî. При обоих числах пар полюсов (фиг.2) предлагаемая обмотка является симметричной, имеет целое число катушек на фазную зону и не создает низших и четных пространственных гармоник МДС. На фиг.3 обозначены номера катушек 1-42, а буквами Н и К начала и концы соответствующих частей обмотки, Начала частей А1 В1, С1 соединены соответственно с внешними выводами А, В, С, а их концы — с первым, вторым 20 и третьим верхними выводами первого трехполюсного переключателя П1 соответственно, начала частей А2, В2, С2 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя Ш> а их концы с первым, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя П2 соответственно, начала частей А3, ВЗ, СЗ соединены с первым, 30 вторым и третьим средними выводами второго трехполюсного переключателя

П2 соответственно, а их концы соединены между собой, кроме того, трехполюсные переключатели П1 и П2 снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним их выводами> каждая иэ частей А1-A3> Bl-B3, С1-СЗ 40 состоит из последовательно включенных катушечных групп с номерами 1, 7, 13, -22, -28, -34 — в части А1 3, 9-24, -30 в части А2, 5, -26, 11, -32 в части АЗ, -6, 15, 21, 27, -36, -42 в части В1, -2, 17, 23, -38 в части

В2, -4, -40, 19, 25 в части ВЗ, -8, — 14, -20, 29, 25, 4 1 в части С1, — 10, — 16, 31, 37 в части С2, — 12, -18, 33, 39 в части СЗ, причем знак "минус" перед номером катушечной группы означает, что она включена встречно катунавечным группам с положительным энаком, а в каждую катушечную группу входят 8 последовательно согласно включенных рядом лежащих катушек (S = 1, 2, 3 ...).

Обмотка работает следующим образом.!

1рп установке перектиочателей П1 и П2 н верхнее по схеме (фиг. 1) положение катушечные группы распреде.ляются по фазам так, как указано во втором столбце табл. 1 (р< = 1). При подключении выводов А, В и С к трехфаэной сети обмотка создает основное вращающееся магнитное поле с одной парой полюсов. При установке переключателей П1 и П2 в нижнее по схеме (фиг.1) положение катушечные группы распределяются по фазам в соответствии с третьим столбцом табл. 1 (р = 7), и обмотка создает основное вращающееся поле с семью парами полюсов.

При выборе шага обмотки равным диаметральному при р = 1 возможно

1 выполнение предлагаемой обмотки однослойной, так как в этом случае катушечные группы, принадлежащие одной части обмотки, оказываются попарно уложенными в одни и те же пазы. Это дает возможность уменьшить общее число катушек обмотки, т.е. упростить ее, а также механизировать укладку обмотки в пазы. Возможно также выполнение обмотки с концентрическим расположением катушек в пределах одной катушечной группы.

Сравнение полюсопереключаемых обмоток производится по энергетическим показателям асинхронного двигателя со сравниваемыми обмотками, которые оцениваются минимальным значением момента и полезной мощности при одинаковых допустимых максимальных значениях индукции в воздушном зазоре

В (В> и действующего значемакс Аап ния плотности тока в проводах обмотки j допустимого по условиям нагрева двигателя. Сравнение ведется также по фильтрующим свойствам обмоток; оцениваемым с помощью коэффициента дифференциального рассеяния К> по сложности схемы управления, по сложности изготовления обмотки. Расчет энергетических показателей ведется по следующим формулам:

Pz РЙБ *7P>

М = +D lg (Z n Кз„) (jBgа,„ п/3;

К „;„— коэффициент использования обмотки, учитывающий неполную загрузку по току

1503053 момента.

Формулаизобретени я статора медью;

j — плотность тока ((В,F, ); ь1п (Ъ = созс! ;

P — М.р (1S); Л вЂ” и, 2 f,, S — скольжение.

Результаты приведены в табл. 2.

При сравнении принято, что известная

$2) и предлагаемая обмотки укладыва- . ются в статоры с одинаковым числом пазов Z = 42. Из табл. 2 видно, что предлагаемая обмотка по сравнению с известной $1) позволяет увеличить мощность двигателя в приводах постоянной мощности на 34,97. (О, 143/0, 106 =

1,349) и уменьшить ток холостого хода при р . = 7 на 22,27 (0,83/0,679 =

1,222) . 25

По сравнению с известной (2J предлагаемая обмотка имеет íà 15,57 меньшее значение тока холостого хода при р = 7, позволяет увеличить допустимую мощность в приводах постоянной мощности на 15,37. (О, 143/О, 124 =

1,153) и обеспечить получение на

15,37 большего момннта в приводах постоянного момента (О, 143/О> 124

l,153) .

Возможно выполнение предлагаемой обмотки с укороченным шагом У = 15 или У = 9. Такое укорочение несколько уменьшает обмоточнь!й коэффициент при р, = 1, вызывая тем самым увели1 чение тока холостого хода на этой скорости, однако не снижает минимального значения момента И * и мощности

P при работе двигателя н пр!!водах постоянного момента и мощности соот45 ветственно. Такое укорочение шага вызывает уменьшение величины b. до зна, А чения 0,0067 и 0,0056 при У =- 15 и

У = 9 соответственно, что положительно сказывается на энергетических показателях двигателя и форме кривой момента, а также позволяет в значительной мере (особенно при У = 9) сократить длину лобовых частей, т.е. сократить расход меди обмотки. Укорочение шага в известной (2 обмот55 ке не является целесообразным, так как вызывает появление в кривой МДС четных гармоник и связанное с этим

20 и отключение части вит— кон обмотки, 1>, 1 — диаметр и расчетная длина якоря, Z, Q, К „ — соответственно число пазов, площадь паза и коэффициент заполнения паза ухудшение э!!с р! ети !егк!!х показателс и двигателя и искажение формы кривой

Трехфазная полюсопереключаемая об!!с тка на 1 и 7 пар полюсов с целым числом катушек на фаэную зону, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в катушечные группы, соединенные в девять частей А,, Л, Л, В,, В, В>, C(, C1, С3, и двух трехполюсных переключателей, каждый иэ которых имеет три группы выводов по три вывода в каждой группе вЂ, верхний, средний и нижний и образует в каждой группе одну цепь между средним и верхним или между средним и нижним выводами, причем начала частей A В„, С, соед!!невы с внешш!ми выводами обмотки

А, В, С соответственно, а их концы с первым, вторым и третьим верхними выводами первого трехполюсного переключателя соответственно, начала частей Л, В, С соединены с первым, У вторым и третьим средними выводами первого трехполюсного переключателя соответственно, а их концы — с первь!!с, вторым и третьим верхними выводами второго трехполюсного переключателя соответственно, начала частей Лэ, Вз, Сз соеди ень! с первь|м, вторым и третьим средш м!! выводами второго трехполюс ного переключателя соответственно, а их концы — между собой, кроме того, трехполюсные переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий пижшгй с первым верхним выводами каждого переключателя,отличающий с ятем, что, с целью улучшения энергетических:!оказателей путем увеличения обмоточных коэффициентов, она выполнена иэ 42 катушечных групп по S последовательно включенных катушек, причем катушечные группы с номерами 1, 7, 13, -22, -28 и †.34 включены последовательно в часть А!, катушечные группы с номерами 3, 9, -24 и -30 включены последовательно в часть А<, катушечные группы с номерами 5, -26, 11 и -32 включены последовательно в часть А, катушечные группы с номерами -6, 15, 21, 27, -36 и -42 вклю! 503053 чены последовательно в часть В»» катушечные группы с номерами -2, 17, 23 и -38 включены последовательно в часть В » катушечные группы с номерами -4, -40, 19 и 25 включены последовательно в часть В! катушечные группы с номерами -8». -14, -20, 29, 35 и 41 включены последовательно в часть С » катушечные группы с номеТаблица!

Фаза

Состав фаз при числе пар полюсов р = 1 р 7

1,3,5,7,9,11,13,-22,"24, -26,-28,-30,-32,-34

15,17,19,21,23,25,27,-36, -38,-40,-42,-2,-4,-6

29»31 ° 33»35»37»39»4 1,-8, — 10, -12, -14, -16, -18, -20

Таблица 2

Параметры

Обмотка иэ вестная Е23 р р известная (1) .P(2 предлагаемая

P(р

42

42

У

120 60

6 6

120

111,4

Сим.

Не сим, 0,05-0,07

Сим.

Сим.

Сим.

Сим.

2 переключателя

3 выключателя 2 переключателя

12/7

О, 924

0,964

0,891

2/

12

0,924

0,735

0,679

21

21

0,828

0,828

21

0,866

0,866

21

21

0,83

0 83

21

1

0,555 0,833 1

0,649 1 О, 149

О, 172

Число пар полюсов р

Число пазов

Схема сопряжения фаэ

Фазная зона, град

Число фазных эон

Симметрия обмотки по фазам

Симметрия по парал. ветв.

Аппаратура управления

Число разных типов катушек

C

Шаг обмотки У

К

К ю

Kor

Коэффициент использования исп

Ему?с„

"! a C рами -10, -16, 31 и 37 включены последовательно в часть С, катушечные группы с номерами -12, -18, 33 и 39 включены последовательно в часть С где знак "минус" перед номером катушечной группы означает, что она включена встречно катушечным группам со знаком плюс, а S — натуральное число.

1»7» !3»19»25»31»37» 4» 10»

-16, -22: -28, -34, -40

3,9,15,21,27,33,39,-6,-12, -18, -24, -30, -36, -42

5,11,17,23,29,35»41» 2» 8»

«14» 20» 26» 32» 38

1 0 0 3

1Î

Обмотка

Параметры иэвестная (1)

Р, Рг предлагаемая

Р(Р

0,244 0,742

0ь244 Оэ106

О, 124

О, 124

0,866

О, 124

О, 143

О, 143

О, 143

0,0044

0,0966 0,0069 0,0966

Al Л1 р-"7 ОБ1 К иск

P" — И /

Коэффициент дифференциального рассеяния К иэвестная $2)

Р Р

Продолжение табл.2

1303013

z

5

7

9

77

12

13

1×

15 .76

17

18

19

И.

21

22

23

2Ч

Z7

28

29

31

32

33

Я

36

37

39

И

К4

К(2

К82

КС3

К8

КС1

КВ

Н4

Нб

/92

HB

Я

НИ

ИС

НС

Составите ть Л.Кеиарис.

Т ехред M., tèäüï< Корректор О.Ципле

Редактор О.Головач

Производственно-издательский комбинат Патент", 1

r . Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 5084/57 Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )1(-35, Раушская наб., д. 4/5