Двухполюсная многофазная петлевая обмотка с тремя параллельными ветвями

Двухполюсная многофазная петлевая обмотка с тремя параллельными ветвями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (ii) 5!9826

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.12.74 (21) 2090650/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 29.07.76 (51) М. Кл.з Н 02k 3/28 йсударственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.333.1 (088.8) л, (72) Авторы изобретения

Г. Г. Левченко, Ю. В. Зозулин, В. С. Кильдишев и И . Я. Черемисов с (71) Заявитель (54) ДВУХПОЛЮСНАЯ МНОГОФАЗНАЯ

ПЕТЛЕВАЯ ОБМОТКА С ТРЕМЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ВЕТВЯМИ

Изобретение относится к области турбогенераторостроения, а именно к обмоткам статора турбогенератора.

Известны петлевые многофазные обмотки генераторов с дробным числом отношения числа полюсов на число параллельных ветвей (1). Эти обмотки являются несимметричными, т. е. векторы результирующих э. д. с. ветвей в фазе в общем случае имеют разницу по модулю и угол сдвига между собой.

Разница результирующих э. д. с. ветвей и уравнительных токов в этих обмотках ухудшает технико-экономические показатели генератора.

Известна также двухполюсная обмотка синхронного генератора с тремя параллельными. ветвями в фазе (2).

Обмотка выполнена трехфазной и имеет в каждой фазе две фазные зоны, из которых одна содержит 8 катушек, а другая — на одну катушку меньше, т. е. 7 катушек. В фазных зонах принят постоянный шаг катушек, т. е. чередование катушек ветвей в половинах фазных зон одинаково по ходу намотки катушки.

Для снижения разницы результирующих э. д. с. ветвей катушки параллельных ветвей в разных фазных зонах чередуются.

Однако наличие концевых соединений со стороны выводов усложняет конструкцию обмотки, что приводит к увеличению осевой длины машины и снижению ее технико-экономических показателей. Кроме того, имеется существенная разница результирующих э. д. с.

Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей электрической машины путем упрощения конструкции обмотки.

Цель достигается тем, что для обмотки на дробное число пазов на полюс и фазу q=

= 1,5+3 и, где и= 1, 2, 3 ..., чередование ветвей 1, 2, 3 в одной фазной зоне выполнено с последовательностью 3, 1, 3, а в другой, имеющей на один виток больше, с последо15 вательностью 1, 2, 2.

В меньшей фазной зоне оставшийся виток принадлежит ветви 3, а в большой зоне два оставшихся витка принадлежат ветвям 1, 2.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема обмотки по первому варианту; на фиг.

2 — звезда векторов э. д. с, стержней фазных зон на фиг. 1; на фиг. 3 — принципиальная схема обмотки по второму варианту.

В качестве примера рассматривается петле25 вая трехфазная обмотка статора двухполюсного турбогенератора с тремя параллельными ветвями 1, 2, 3 в каждой фазе на дробное

q= 10,5.

Обмотка выполнена стержневой, двухслой3О ной. В 63 пазах сердечника располагаются

Зона А, А„

3 верхние 4 и нйжние 5 стержни. На фиг. 1, 2 показана фаза А обмотки, включающая фазные зоны А1 и А>, причем зона А1 содержит

11, а зона Л на один виток меньше, то есть

10. Большая фазная зона А1 имеет верхний А,„ и нижний А„, слои, состоящие каждый из 11 стержней. Меньшая фазная зона А имеет в верхнем А„и нижнем А,н слоях по 10 стержней. Чередование ветвей верхнего слоя в фазной зоне выполнено зеркально относительно ветвей нижнего слоя. На фиг. 2 обозначены места расположения векторов э. д. с. стержней слоев фазных зон остальных двух фаз:

В1 1 В1 1 Вгв Вгн С1 1 С Сгв Сгн

Сокращение среднего шага в фазных зонах принято равным 26/31,5, однако допустимо и другое сокращение шага. Фаза А обмотки имеет три начала 1Н, 2Н, ЗН и три конца

1К, 2К, 3К.

Чередование ветвей 1, 2, 3 в фазных зонах для обмотки, изображенной на фиг. 1, 2 выполнено в последовательности:

Зона А1

А„

1 †2 †2 †1 †2 †2 †1 †2 †2 — 1 — 2

А,„

2 †1 †2 †2 †1 †2 †2 †1 †2 — 2 — 1

Зона А, Агн

3 — 1 — 3 — 3 — 1 — 3 — 3 — 1 — 3 — 3

Аг„

3 †3 †1 †3 †3 †1 †3 †3 †1 — 3

Для соединений элементов обмотки в лобовых частях на каждую фазу такой обмотки требуется три концевых соединения: две межкатушечные перемычки 6 со стороны, противоположной выводам, и одна межзонная 7 со стороны выводов. Длина каждого кольцевого соединения со стороны, противоположной выводам значительно меньшей длины соединения со стороны выводов; причем более 60% всех перемычек вынесено из зоны лобовых частей со стороны выводов. При этом для обмотки обеспечивается незначительная разница результирующих э. д. с. ветвей. Значение результирующих э. д. с. ветвей по отношению к средней составляют: ветвь 1 — 1,01363 о. е., ветвь 2 — 0,99219 о, е., ветвь 3 — 0,99418 о. е.

Углы сдвига между векторами результирующих э. д. с. ветвей отсутствуют, то есть обмотка является синфазной.

Чередование ветвей 1, 2, 3 в фазных зонах для обмотки, изображенной на фиг. 3, выполнено по принципу построения обмотки, показанной на фиг. 1, 2, но чередование последних двух ветвей в последовательном ряду ветвей большей фазной зоны выполнено в порядке 2, 1:

1 — 2 — 2 — 1 — 2 — 2 — 1 — 2 — 2 — 2 — 1

А,„

1 — 2 — 2 — 2 — 1 — 2 — 2 — 1 — 2- — 2 — 1

Зона А, А,, 3 †1 †3 †3 †1 †3 †3 †1 †3 — 3

Агн

3 †3 †1 †3 †3 †1 †3 †3 †1 — 3

Для соединения элементов обмотки в лобовых частях на каждую фазу этой обмотки требуется девять концевых соединений: со стороны выводов одна межзонная 7 и четыре межкатушечные 8, со стороны, .обратной выводам, четыре межкатушечные 6 и 9. Межкатушечные перемычки 6, 8, 9 короче единственной межзонной 7; кроме того, получено примерно половинное перераспределение всех концевых соединений по обеим сторонам обмотки с разгрузкой зоны лобовых частей со стороны выводов.

Обмотка, изображенная на фиг. 3, является синфазной и дает минимальную разницу результирующих э. д. с. ветвей. Значения результирующих э. д. с. ветвей по отношению к средней составляют: ветвь 1 — 1,00338 о. е., ветвь 2 — 1,00244 о. е., ветвь 3 — 0,99418 о. е.

Это обеспечивает незначительные потери в контурах небалансных э. д. с. обмотки.

Применение трехфазной обмотки на число пазов, равное 63, дает существенные выгоды для двухполюсного турбогенератора большой мощности, повышая его технико-экономические показатели. Обмотка позволяет упростить конструкцию зоны лобовых частей за счет перераспределения перемычек, сокращения их длины и количества и освободить часть дефицитного пространства со стороны выводов. Кроме того, обмотка дает незначительную величину уравнительных токов и потерь.

Формула изобретения

1. Двухполюсная многофазпая петлевая обмотка с тремя параллельными ветвями, дробным числом пазов на полюс и фазу, определяемым по соотношению q=1,5+3 и зеркальным расположением ветвей верхнего слоя по отношению к ветвям нижнего слоя и двумя фазными зонами в каждой фазе числа витков, которые отличаются на единицу, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей электрической машины, параллельные ветви каждой фазы с номерами 1, 2, 3 в одной фазной зоне чередуются в последовательности 3, 1, 3, а последний виток принадлежит ветви с номером

3 в другой фазе, ймеюп1ей И1 один вйток больше, в последова гельности 1, 2, 2, а два последних витка принадлежат ветвям с номерами 1 и 2, где п=1,2,3 ....

2. Обмотка по п. 1, отличающа яся тем, что чередование двух последних ветвей выполнено в последовательности 1, 2.

3. Обмотка по и. 1, от л и ч а ю щ а я ся тем, о что чередование двух последних ветвей вИ. полнено в последовательности 2, 1.

Источники, принятые во внимание при экспертизе: (1). Патент США № 3408517, кл. 310 †1, 1968 r. (2). Патент США № 3652888, кл. 310 — 198, 1972 г.

Зана

Р!7ди 4 ыпи w