Несимметричная петлевая обмотка с числом пазов на полюс и фазу @ , равным 7,5

Несимметричная петлевая обмотка с числом пазов на полюс и фазу @ , равным 7,5

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Соцнапнстнчесннх

Респубпни

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (81} Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 30.10.80 (21) 2998632/24-07 с прнсоелиненнеет заявки М— (23) ПриоритетОпубликовано 30. 04.82. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 30.04.82 (51)М. Кл.

Н 02 К 3/28

3Ьеудврстмнвй квинтет

СССР па делан наабретеннй н отнрытнй (53) УД3 .621.3. . 045. 58 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Б. Каплунов, Н.В. Куценко и-.А.Е, Г.Г. Левченко Иашнев

f

1 1

1

Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромаайностроения

Харьковского завода "Электротяжмаш" им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) НЕСИММЕТРИЧНАЯ ПЕТЛЕВАЯ ОБМОТКА С ЧИСЛОМ

ПАЗОВ НА ПОЛЮС И ФАЗУ q РАВНЬМ

Изобретение относится к обмоткам электрических машин и может быть использовано в статоре машины переменного тока, например, турбогенератора .средней и большой мощности.

Известны несимметричные петлевые обмотки с числом пазов на полюс и фазу q=7 5 с тремя параллельными ветвями на каждые четыре полюсно-фазные зоны. Они применяются в случае выпол- нения машины с пониженным напряжением либо при необходимости снижения тока в параллельной ветви при заданной повышенной величине напряжения. Несимметрия таких обмоток заключается в

15 том, что ЭДС параллельных ветвей фазы разнятся между собой в векторном отношении в общем случае по модулю и по углу. Несимметричные обмотки

20 могут быть охарактеризованы величиной небаланса ЭДС, параллельных ветвей, потерь от уравнительных токов в конструктивном исполнении (1J и (2).

Однако. известные обмотки с малым значением потерь е контурах небаланса имеют усложненную конструкцию иэза повышенного числа перемычек в зоне лобовых частей.

Наиболее близка по технической сущности к предлагаемой петлевая обмотка с числом пазов на полюс и фазу

q=7,5 с тремя параллельными ветвями ,на каждые четыре полюсно-фазные зоны, попарно разнящиеся между собой на один виток, с расположением в одной иэ больших полюсно-фазных зон всех трех параллельных ветвей, а в остальных трех полюсно-фазных зонах каждой из трех параллельных вет-. вей. Обмотки выполнены с q 7,5 трех" фаэными (m=3) в четырехполюсном испол. нении (2р=4), число параллельных ветвей в Фазе а=3. Каждая фаза, таким образом, разбита на четыре полюснофаэные эоны, содержащие поочередно семь и восемь витков. Причем две меньшие (семивитковые) полюсно-фаз

924793 ные зоны и одна большая (восьмивитковая) включают каждая одну из трех параллельных ветвей с порядковыми номерами 1, 2 и 3. Четвертая большая полюсно-фазная зона содержит все 5 три параллельные ветви. Обмотки выполнены с постоянным шагом намотки.

Наилучшая иэ известных обмоток по величине уравнительного тока имеет следующие чередования параллельных ветвей в полюсно-фаэных зонах:

А 1-1-1-1-1-1-1

У

А 1-3-2-1-3-2-1-3 г

А 3-3-3-3-3-3-3

А 2-2-2-2-2"2-2-2 ч

Согласно, терминологии, чередование параллельных ветвей в полюснофазной зоне Аг имеет порядок "подряд", т.е, когда параллельные ветви

1, 2 и g поочередно следуют друг эа го другом (Ц.

Однако такой способ чередования в данном случае не обеспечивает приемлимого варианта обмотки как в части потерь от уравнительных токов, 25 так и конструкции в зоне лобовых частей. Число перемычек межкатушечных и межполюсных на фазу составляет 8 шт, что в известной мере усложняет конструкцию обмотки. Несимметричная обмотка получена несинфазной с разными ЭДС параллельных ветвей.

Угол сдвига между результирующими векторами ЭДС параллельных .ветвей и 3 составляет 2 22, величина не35 балансной ЭДС в максимально нагруженной ветви более 23 по отношению к средней ЭДС. Для конкретной конструкции четырехполюсного турбогенератора мощностью 1000 мВт с рабочим током 8900 А в параллельной ветви и сокращении шага 3 =0,8 уравнительный ток в максимально нагруженной . ветви при применении известной обмотки составляет значительную величину - 11,53 от рабочего тока па4S раллельной ветви. Все это существенно- ухудшает технико-зкономические .показатели обмотки и ограничивает практическое использование ее в крупных электрических машинах.

Цель .изобретения - повысить технико-зкономические показатели .обмотки путем снижения числа межка.тушечных и межполюсных перемычек до пяти на фазу и уменьшения величины небалансных ЭДС и уравнительных токов параллельных ветвей до приемлемых в практике значений.

Указанная цель достигается тем, что в полюсчо-фаэной зоне с тремя параллельными ветвями параллельные ветви расположены в порядке 1-3-3-2-2-1-1-3, где 1, 2 и 3 - порядковые номера параллельных ветвей.

На фиг, 1 изображена схема расположения трех параллельных ветвей в четырехполюсных зонах обмотки с

q равным 7,5; на фиг. 2 — звезда пазовых векторов ЭДС обмотки и взаимное размещение полюсно-фаэных зон.

В качестве примера рассмотрена несимметричная петлевая двухслойная обмотка с q=7,5 стержневого типа для четырехполюсного трехфазного турбогенератора.

Число параллельных ветвей а=3.

На фиг. 1 показаны четыре, полюсно-. фазные зоны Ау, А, A3, А для.одной фазы А; две другие выполняются аналогично. Параллельные ветви имеют порядковые номера 1, 2 и 3. Верхние ° стержни 4 и нижние, образующие витки параллельных ветвей, располагаются в полюсно-фазных зонах в следующем порядке с учетом номеров параллельных ветвей:

А1 1-1-1-1-1-1-1

А 3-1-1-2-2-3-3-1

А, 3-3-3-3-3-3-3

А 2-2-2-2-2-2-2-2 ч

Полюсно-фазные зоны А и А включают по 7 витков, в другой паре полюсно-фазных зон А2 и А» — на,один виток больше, т.е. по восемь витков.

В полюсно-фазных зона А, Аз и А расположена каждая их трех параллельных ветвей 1, 2 и 3, а полюсно-фазной зоне Аг — все три параллельные ветви, Порядок чередования параллельных ветвей в смешанной полюсно-фазной зоне А .3- 1-1-2-2-3-3- 1, что требует для выполнения необходимых соединений в зоне лобовых частей обмотки статора наличия пяти перемычек на фазу, из которых три перемычки типа 6 являются межполюсными и две перемычки типа 7 межкатушечными. Индексами tH, 2Н и 3Н обозначены начала параллельных ветвей 1, 2 и 3, индексами 1К, 2К и 3К вЂ” соответственно концы, а стрелками, для удобства слежения эа соединениями в пределах параллельной ветви, указаны направления рабочего тока параллельных ветвей.

Поскольку чередование параллельных ветвей в верхнем и нижнем слоях

924793

A(3-3-3-3-3-3-3

Ау 3-1-1-2-2-3-3-1

А, 1-1-1-1-1-1-1

Ач 2-2-2-2-2-2"2-2 стержней полюсно-фазной зоны выпог нено одинаковым, на фиг. 2 изображена звезда пазовых векторов ЭДС и взаимное размещение полюсно-фазных зон ,обмотки только для одного (верхнего или нижнего) слоя полюсно-фазной зоны. Звезда пазовых векторов ЭДС приведена для одной фазы. Чередование полюсно-фазных зон обмотки выгля дит А;-В -С -A -5 -С.-A -В -С -A -Bч ч 3 2 4 М 3 2 < ч М

-С

Несимметричная петлевая обмотка с

q=7.,5 получена несинфазной с разными ЭДС параллельных ветвей. Угол сдвига между результирующими векторами ЭДС параллельных ветвей составил 0 29, величина небалансной ЭДС в максимально нагруженной ветви 0,863 по отношению к средней ЭДС. Для конкретной конструкции четырехполюсного N турбогенератора мощностью 1000 мВт с рабочим током 8900 А в параллельной ветви уравнительный ток в максимально нагруженной ветви при сокращениишага равном 0,8 составляет 4,5ф рабочего тока, суммарные потери в контурах небаланса 4,9 кВт, что является приемлемым для обмоток этого типа.

Несимметричная обмотка может быть 30 выполнена.с любым числом ф,"з, кратным 3 (m=3, 6, 9 и т.д.), с любым числом полюсов, кратным 4 (2р=4, 8 и т.д.), а также с любым сокращением шага. Относительные значения небалансных ЭДС параллельных ветвей при этом остаются неизменными, чис.ло перемычек в фазе не зависит от числа фаз. Величина уравнительного тока зависит от сокращения шага обмотки Я, а также от порядка. расположения полюсно-фазных зон в фазе и направлении счета чередования параллельных ветвей в смешанной полюсно-фазной зоне. Задаваясь определенным порядком расположения полюснофазных зон обмотки, например по фиг,. 1 и 2, и не нарушая основного признака обмотки, параллельные ветви в смешанной полюсно-фазной зоне

SO можно располагать двояко: по счету справа налево (фиг. 1 и 2) и наобо. рот. Для второго случая картина расположения ветвей в полюсно-фазных зонах имеет вид:

А 1-1-1 -1-1-1-1

Ау 1-3-3-2-2-1-1-3

6.

А> 3 3-3-3-3-3-3

А» 2-2-2-2-2-.2-2"2

Приведенный вариант. обмотки (фиг. 1 и 2) является. оптимальным, так как величина потерь в. контурах небаланса для него наименьшая. Качественно аналогичная картина наблюдается в случае, если при принятом направлении счета. чередования параллельных ветвей в смешанной полюсно-фаэной зоне, поменять мес тами большие полюсно-фазные зоны (или меньшйе) . Например

А 1-1-1-1-1-1-1

А 2-2-2-2-2-2-2-2

Ф

A 3-3-3-3-3-3-3

Ъ

A 3-1-1-2-2-3-3-1 ч формула изобретения

Несимметричная петлевая обмотка с числом пазов на полюс и фазу равным 7,5 с тремя параллельными ветвями на каждые четыре полюснофазные зоны, попарно разнящиеся между собой на один виток, с расположением в одной из больших полюснофазных зон всех трех параллельных ветвей, а в остальных трех полюснофазных зонах - каждой из трех параллельных ветвей, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей обмотки, э полюсно-фазной зоне с тремя параллельными ветвями параллельные ветви расположены в порядке

1-3-3-2-2-1-1-3, где 1, 2 и 3 порядковые номера параллельных ветвей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 517110, кл. H 02 К 3/28, 1976.

2. Авторское свидетельство CCCP

N 728198, кл. H 02 К 3/28, 1980.

2. Жерве Г.К. Обмотки статоров турбогенераторов с тремя параллель" ными ветвями. Сб. "Электросила", Л., "Энергия", 1979, N 32, с. 69-75

924793

Заказ 2 33/71 Тираж 719

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель А. Кецарис

Редактор Е. Лушникова Техред И. Гергель Ко ректор.В. Синицкая