Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 4 пары полюсов

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 4 пары полюсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и повышения надежности двухскоростных асинхронных двигателей. Обмотка выполнена из 72 катушечных групп, включенных последовательно в 18 частей обмотки Ч11П, Ч11Р, Ч12П, Ч12Р, Ч13П, Ч13Р, Ч21П, Ч21Р, Ч22П, Ч22Р, Ч23П, Ч23Р, Ч31П, Ч31Р, Ч32П, Ч32Р, Ч33П, Ч33Р и пяти трехполюсных переключателей, причем каждая из 18 частей содержит последовательно соединенные катушечные группы, состоящие из одинаковых равномерно распределенных по расточке статора катушек. Переключатели снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при трех парах полюсов части Ч11П, Ч11Р, Ч12Р, Ч12П, Ч13П, Ч13Р включены последовательно и включены в фазу А, части Ч21П, Ч21Р, Ч22Р, Ч22Р, Ч23П, Ч23Р, включены в фазу В, части Ч31П, Ч31Р, Ч32П, Ч32Р, Ч33П, Ч33Р,включены в фазу С. При включении на 4 пары полюсов в фазу А входят части Ч11П-Ч11Р, Ч21П, - Ч21Р, Ч31П, -Ч31Р, в фазу В входят части Ч12, -Ч12Р, Ч22П, -Ч22Р, Ч32П,-Ч32Р,в фазу С входят части Ч13П, -Ч13Р, Ч23П, Ч23Р, Ч33П, - Ч33Р. 2 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н О? К 17/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф 2 1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4308277/24-07 (22) 23.09.87 (46) 30.09.89. Бюл. ¹ 36 (71) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Д.А.Попов и С.Д.Попов (53) 621,313. 333.2.045. 58 (088.8) (56) Заявка ФРГ ¹ 304071, кл. Н 02 К 17/14, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N- 1166226, кл. Н 02 К 17/14, 1985. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛ10СОПЕРЕКЛ10ЧАЕМАЯ

ОБМОТКА НА 3 И 4 ПАРЫ ПОЛ10СОВ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и повышение надежности двухскоростных асинхронных двигате.— лей, Обмотка выполнена из 72 катушечных групп, включенных последовательно.в 18 частей обмотки Ч11П, Ч11Р, Ч12П, Ч12Р, Ч13П, Ч13Р, Ч21П, Ч21Р, „„SU„„1511813 А1

Ч22П, Ч22Р, Ч23П, Ч23Р, Ч31П, Ч31Р, Ч32П, Ч32Р, ЧЗЗП, ЧЗЗР и пяти трехполюсных переключателей, причем каждая из 18 частей содержит последова" тельно соединенные катушечные группы, состоящие из одинаковых равномерно распределенных по расточке статора катушек. Переключатели снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при трех парах полюсов части

Ч11П, Ч11Р, Ч12Р, Ч12П, Ч13П, Ч13Р соединены последовательно и включены в фазу А, части Ч21П, Ч21Р, Ч22Р, Ч22Р, Ч23П, Ч23Р включены в фазу В, части Ч31П, Ч31Р, Ч32П, Ч32Р, ЧЗЗП, ЧЗЗР включены в фазу С. При включении на 4 пары полюсов в фазу А входят части Ч11П-Ч11Р, Ч21П, — Ч21Р, Ч31П, — Ч31Р, в фазу В входят части Ч12П, — Ч12Р, Ч22П, — Ч22Р, Ч32П, — Ч32Р, в фазу С входят части

Ч13П, — Ч13Р, Ч23П, — Ч23Р, ЧЗЗП, ЧЗЗР. 2 табл., 3 ил.

3 15!18

Изобретение относится к электрическим машинам и может бъьть использовано в электромашиностроении для создания двухскоростных асинхронных двигателей с 3 и 4 парами полюсов, предназначенных для привода станков, насосов,венгиляторов, колесных пар локомотивов, экскалаторов метрополитена, 10

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и повышение надежности двухскоростных асинхронных двигателей.

На фиг.l изображена принципиаль- 15 ная электрическая схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 — векторные диаграммы катушечных ЭДС предлагаемой обмотки при S = l u Z = 72; на фиг.3 — схема-развертка обмотки 20 при S = 1, Z = 72; Y = 9.

На фиг,l обозначены. IIIП, ЧIIР, Ч12П, Ч12Р, ЧIЗП, Ч13Р, Ч21Р, Ч21П, Ч22П, Ч22Р, Ч23П, Ч23Р, ЧЗ!П, ЧЗIР, Ч32П, Ч32Р, ЧЗЗП, IЗЗР— 18 частей обмотки; Пl, П2, ПЗ,П4 и П5 - соответственно первый, второй. третий, четвертый и пятыи .трехполюсные переключатели, с помощью которых производится переключение числа полюсов, 30 обмотки. При включении обмотки на 3 пары полюсов переключатели Пl, П2 и

П5 находятся в нижнем по e e e nGJIo жении, а переключа тели ПЗ и П4 — в верхнем. При включении на 4 пары по,"„35 люсов переключатели Пl и П2 находят ся в верхнем по схеме положении, а переключатели ПЗ и П4 — в нижнем. В скобках указаны номера катушечных групп (КГ), входящих в состав соот- . 40 ветствуощих частей обмотки, Знак ми" нус перед номером КГ означает, что данная катушечная группа включена встречно.

Па фиг,i обозначены: 1-72 — номера 45 катушек, к которым относятся соответствующие векторы ЭДС. Одним, двумя и тремя штрихами на фиг.2 обозначены векторы ЭДС.катушек, которые включены согласно (обходятся от начала к концу) в схемы фаз А, В, С соответственно, а буквами Т, П и IJl— векторы ЭДС катушек, включенных встречно в схел ы фаз А, В, С соответственно, 55

Иэ фиг.?. видно, что предлагаемая обмотка при обоих числах пар полюсов является симметричной и имеег целое -число катушек на фазную зону

13 4 шириной Т(/3 эл.радиан, Следовательно, обмотка создает основную волну и нечетные высшие пространственные гармоники МДС.

На фиг 3 цифрами .1-7.2 обозначены номера катушек, а буквами Н и К вЂ” . начала и концы соответствующих час-тей обмотки. Состав 18 частей обмот";. ки соответствует приведенному выше описанию изобретения с тем отличием, что каждая катушечная группа на фиг.3 представлена одной катушкой (S=l) и приведенные в описании номера катушечных групп относятся к катушкам на фиг,З.

Предлагаемая обмотка работает следующим образом.

При установке переключателей в положение, обозначенное на фиг.1 че-. рез Рl (П1, П2 и 115 находятся в нижнем положении по схеме фиг,l,а ПЗ н П4 — в верхнем положении), обмотка соединяется в звезду, а ее части распределяются по фазам так, как указано но втором столбце табл.1.

При включении в трехфазную сеть такая обмотка создает вращающееся магнитное поле с 3 парами полюсов, При переключении переключателей в другое положение (na фиг.l обозначено через P3), обмотка соединяется в звезду и ее части распределяются по фазам так, как указано в третьем столбце табл.1, При этом знак минус перед номером части означает, что эта часть обходится от конца к началу, т,е. включена встречно.-При,та-. ком,включении обмотка создает магнит- ное поле с 4 парами полюсов, вращающееся в том же направлении, что и в первом случае.

В результате обеспечивается двухступенчатое регулирование угловой скорости асинхронного двигателя в отношении и „: п q = Р . Р„= 4:3.

Сравнение полюсопереключаемых обмоток производится по энергетичес) ) ким характеристикам асинхронного двиг гателя со сравниваемыми обмотками при работе в приводах с нагрузкой различного типа (с постоянным моментом, постоянной мощности, вентиляторная с М H(. К Я. )у по слОжности изготовления обмотки, по сложности схемы управления числом пар полюсов, по фильтрующим свойствам, оцениваемым

+ м=м/м =в, к мс кс пп 1

Р .Р /Р п М /Р1

K м K„/КМБ где В»

Koft

K yeK pi К иапо у

1 11 1г(2 q „.Ký,ï„) Г2 х (j3d ) sing;

p = C(B „h f,); sin@ созц,; kg™ Б 5 6(1 — зн) =сг,= 2 и f p pã или Р1 к„„ - -, м / я

s „- номинальное скольжение.

Остальные обозначения являются общепринятыми, Значения величин

Dñ 1 1У (Z „ 0 ° Кэп э s и и cos (, в расчете приняты одинаковыми для двигателей со сравниваемыми обмотка" ми а

Результаты расчетов приведены в табл. 2.

Из табл. 2 в идно, что п редлага е— мая обмотка имеет преимущества по энергетическим показателям перед обмотками аналогом и прототипом.

По значению момента предлагаемая обмотка дает выигрьпп на 6,3%. по .сравнению с известной и на 15,2% ,(0,720/0,625 = 1,152) по сравнению с прототипом.

По значению мощности предлагае— мая обмотка дает выигрыш на 21,3% (0,240/0,798 = 1,213) по сравнению

;с аналогом и íà .16% (0,24/0,207 =

1,16) по сравнению с прототипом.

По использованию двигателя в приводах с вентиляторной нагрузкой (т,e. по значению коэффициента К ) предлагаемая обмотка дает выигрыш на ,16,3% .(6,48/6,09 = 1,163) по сравнению с аналогом и Hà 15% (6,48/ .,/5,62 = 1,15) по сравнению с про-. тотипом

5 15 коэффициентом дифференциально>о рассеяния К4, Расчет энергетических показателей производится по следующим формулам:

11813

По фильтрующим свойствам предлагаемая обмотка практически равноценна аналогу, но имеет существенное

5 преимущество по сравнению с прототипом (см.п,18 табл.2), что обеспечивает уменьшение добавочных потерь, шума и вибраций двигателя и повышение надежности, а также улучшение его пусковых свойств.

В отношении числа коммутационных аппаратов (5 переключателей) предлагаемая обмотка уступает как про— тотипу (2 выключателя), так и анало15 гу (4 выключателя), Однако в случае двигателей боль шой мощности указанный. недостаток с избытком компенсируется улучшением энергетических характеристик асинх1

20 ронного двигателя.

Таким образом, изобретение позво.-. ляет улучшить энергетические показа1тели и фильтрующие свойства обмотки ° по сравнению с обмоткой-прототипом, 25 а следовательно улучшить использование асинхронных двигателей в приводах различного назначения и повысить их надежность.

Формула изобретения

Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 4 пары полюсов, двухслойная, с целым числом катушек на

35 1 фазну зону, еющая 3 внешних вывода А, В, С, соединенная по схеме звезда с одной параллельной ветвью в фазе при обоих числах пар полюсов;состоящая из одинаковых равномерно

40 распределенных катушек, соединенных в катушечные группы по S последовательно-согласно включенных катушек и входящих в части обмотки, и двух трехполюсных переключателей, каждый

45 из которых имеет три группы выводов — первую, вторую и третью, по три вывода в каждой группе — верхний, средний и нижний с возможностью замыкания в каждой группе одной це5р пи — между средним и верхним выводами или между средним и нижним выво— дами, о. т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения энергетичес- ких показателей и повышения надежности двухскоростных асинхронных двигателей, обмотка выполнена с фазными зонами шириной ft /3 эл,радиан иэ

72 катушечных групп с номерами от 1 до 72 и разделена на !8 равных частей

9 15! 1813 10 группы -31,-32,41,42 включены в часть включена встречно, S — натуральное

ЧЗЗР, где знак минус перед номером число катушечной группы означает, что она

Таблица l

Состав фаз при числе пар полюсов

) Фазы

P = 3

Ч11П, Ч11Р, Ч1 2П, Ч12Р, Ч13П, Ч13Р

Ч21Пю Ч21Р Ч22Пэ Ч22Рю

Ч23П, Ч23Р

Ч11П, -Ч11Р, Ч21 П, -Ч21Р, Ч31П, -Ч31Р

Ч12П, -Ч12Р, Ч22П, -Ч22Р, Ч32П, -Ч32Р

ЧЗ 1П, ЧЗ 1Р, Ч32П, Ч32Р, ЧЗЗП, ЧЗЗР

Ч13П, -Ч13Р, Ч23П, -Ч23Р, ЧЗЗП, -ЧЗЗР

Т а б л и ц а 2.

Наименование параметра

Обмотки

Прототип

Предлагаемая

Р„= 3 P<= 4 P,= 3 Р< 4

P=3 P =4

1 1

Число пазов

36

60 60 у6 З

4 выключателя

6 6

120 120 60 60

Y Y Y

2 переключателя 5 переключателей

3 3 6 6

0 75

12

0,6239

0,9772

0,677 !,0

0,677

0,225

6,09

1,0

9

1 0

0,960

О, 960

0,824

О, 791

О,! 98

12,65

1,0

4

0,866

0,8365

0,7244

0,861

0,625

0,208

5,62

1,0

4,5

0,9848

0,844

0,8312

1,0

0,83

0,207

13,3

1,0

12

0,9239

0,9574

0,884

0,815

0,720

0,240

6,48

l,0

9

1,0

0,960

0,960

1,0

0,960

0,240 !

5,3 отс отс отс отс отс

1,67

1,28 13, 04 ?,55

0,9 1,43

Ширина фазной зоны

Схема соединения

Аппаратура управления

Число фазных зон

Коэффициент использования Кисл

Полюсное деление

Шаг обмотки, У

Ку

КР

Коб = Кч К иК

«1 ма ис

М ВсРмаке К о6, Pã=И/Р

Км

Наличие низших гармоник ИДС

Наличие высших четных гармоник ИДС

Коэффициент дифференциального рассеяния

К, Е

Чйсло различающихся катушек

Отсутств.Отсутств.Имеются Имеются Отсутств.Отсутств.

15)1813

Х= 78

Р D л =2O

224

21,45, <

gg,ÔÔ, бР

29,О б,N,54

7Л,Я g,Ф3,67

10,42,М

8,M,ß

17, sf, Ю, E-=F8

Pg =4

Nh2 !В

4,62

5 N,52, 6, Я,Х1,О

14,32, M,È

"Q,Ç,49,б7

O,N48

73 < 50

71 43 5 28

47 5

f4 g 12

38 g7 И

6 р 60

18 56 N,7Z

2Ã, 4,4К, Ю, 28,М б4

Фиг. я, ЯГ,44 Я D,41 $9 д, ГФ,4g, Q

Г5; О,И!

5!tб tз

0 4f 42 4> 44 ФХ Ю 474д В Я Я Я H Й Я 5б 57 $8 Я ГП У и О 64 Я

Составитель А. Кецарис

Редактрр А.Лежнина Техред И.Верес Корректор 0,Ципле

Заказ 5909/55

Попписное

Тираж 648

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!