Совмещенная обмотка преобразователя частоты
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е (и)942208
И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиик
Социалистичесиик
Республик (6l ) Дополнмтельное к авт. свмд-еу (22) Заявлено 22. 06. 78 (21) 2635617/24-07 с присоединением заявки № (5l)M. Кл.
Н 02 К 3/28
Н 02 К 47/20
9еударстеенный кемитет
СССР ав делам. нзабретеннй и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 07. 07. 82. Бюллетень № 25
Дата опубликования опмсания 07.07.82 (53) УДК621.3. .045.58(088.8) at
Стахановский филиал Коммунарского горнометаЪлуо+мцдск0го института (7! ) Заявитель (54) СОВМЕЦЕННАЯ ОБМОТКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
Изобретение относится к одномашинным преобразователям частоты, у которых двигательные и генераторные обмотки расположены в общей магнитной системе.
Известна совмещенная обмотка, которая замкнута пофазно через вентили, подключенные через общее регулируемое сопротивление к средней точке (1), 10
Недостатком известной обмотки является наличие сопротивления в цепи выпрямленного тока статорной обмотки, которое должно быть довольно значительным чтобы граничить величину выпрямленного тока. Сопротивление является дополнительным элементом, усложняющим конструкцию утроителя, а также служит источником потерь, снижающих КПД.
Из вест на та кже со вмещенная обмотка преобразователя частоты, выполняющая функции 2р -полюсной коротко1 замкнутой обмотки и 2р>-полюсной
2 трехфазной обмотки, содержащая в каждой фазе концентрические катушечные группы (2$.
Недостатками. данной обмотки являются ограниченность области применения, так как для нее 2р /2р -1/5, а также большой расход меди из-за низкого обмоточного коэффициента.
Цель изобретения — расширение области применения и уменьшение расхода меди.
Поставленная цель достигается тем, что число катушечных групп в каждой фазе равно р и катушечные . группы занимают зону, находящуюся в пределах от 1/4 до 2/3 Я электрических радиан.
На фиг. 1 изображен асинхронный утроитель частоты, на фиг. 2 - статорная обмотка для 2р ="4; на фиг, 3то же, для 2р =2; на иг. 4 - магнитное поле, созданное обмоткой при асинхронный утроитель частоты состоит из статора и ротора с контактными кольцами (фиг. 1). На роторе имеетсл совмещенная обмотка, которав эквивалентна двум отдельным индук" тивно не связанным раэнополюсным обмоткам: короткоэамкнутой 2р„,-полюс.«в ной обмотке двигателя и вторичной
2р>-полюсной обмотке генератора, где 2р« .2р =1:2. Зажимы выходной гераторной обмотки подключены к контактным кольцам. 35
На статоре размещена обмотка (фиг. 2), которая состоит в каждой
Фазе из р катушечных групп, распо ложенных друг от друга на расстоянии
2 « эл, град. и включенных последовательно согласно. Каждая катушечная группа состоит иэ концентрических катушек с шагом У=(— ) «
«1.
Фазные обмотки располагают друг от друга на .расстоянии — эл. рад.
2.
30
35 «&ИЩА+ "Х 1И Ы- — К+МИ«
2-и. ° 2 Г
Т Т
F® -Я )и)УИВ
4О с от где ) - действующее значение тока Фа. на 0 зы, Сл число витков фазы обмотки.
Используя разложение в ряд Фурье для данной формулы кривой н.м. Фазы 5О
1. ЯИ mt- Х«р1ИИ, «к — -C0SV " X
= 095 «7lll 5) N(ISA- — x) и выбирая начало координат по оси фазы А, а также учитывая пространственный сдвиг фаз В и С относительно Фазы А на 120 и 240 в 2р -полюсом
2р„=2, на Фиг. 5 - статорная обмотка с увеличенным числом катуШек.
Результирующее магнитное поле, созданное рассматриваемой обмоткой (фиг. 3) для заданного момента времени, когда ток з Фазе А максимальный, показано на фиг. 4.
Полагая, что трехфазная система синусоидальных токов, протекающих по обмотке, симметрична, амплитудные значения н.с. Фаз А, В и С для заданного момента времени 1 запишем в следующем виде:
"@ = )(23u)sin (e% y%) фС- 23m " (" З ), гюле соответственно получим н.с. каж. дой ф.азы: g Х„ (УДШс,1И(5) МИ%1 (О4т
МА „) „АМ
С.ОУ " Х Р= "(-)") ""(")
Г 9 1, < ) 5«»Щ«Т9i/Т „) f«l« — 5)
= g g. g, рхкМ» «)хк - й)к
L5l»« (To.,9 (2rL„ 4 Т) где )« - текущая пространственная ко ордината, 9 - порядок гармонической.
Результирующая н.с. каждои гармоничной в отдельности может быть получена сложением соответствующих гармонических всех трех Фаз.
Учитывая что Т«34 =ТО =То5=Т = получим для первой гармонической с использованием известных тригонометрических преобразований-.
То
« = "" &1ИИАСЬЬ вЂ” 3+«0gN)«
1 7С т
Ю
" ()со (1- Х вЂ” > е)+уи (gpt—
- Э« ) 1И1«
T)coo(> — — и) =
«(ц) a — y- -7,)+Ъ1И(М Х)
;Я . 2 т 4 т
5)» (mt к х 5-)«)+51» (0А — х))
21с Я
Поле, характеризуемое членом и 6+
+ Ж
+ — )г, вращается в отрицательном направлении оси х и называется левобе" гущим полем. Сумма левобегущих полей ставанием по фазе на уголь:(3 раведовательно
55 т.е. первая гармоническая представляет собой правобегущую волну, враща)сщуюся в положительном направлении оси х.
5 9422
Аналогично определяются все последующие гармонические н.с.
Вторая гармоническая н.с.
)БЪю юи2.й. (т) 1т I,° . 4%
+ 1и СиЬ- %)» CO .„Х- >R +
Я. ,1.1 ахи(и - е)соs(г > +)1
=О ИЬ 3 ли ((gt T ). т.е. вторая гармоническая представляет собой левобегущую волну. Третья и четвертая гармонические н.с. равны 0 1
Пятая гармоническая н.с.
«Яэи)Ми 6%(то!т) . g «дФт )
7 =ъ
БТС
- -О,ЩО:)ВЮ1 " (щф+ — y)
402
20 формула изобретения
Совмещенная обмотка преобразователя частоты, выполняющая функции
2р -полюсной короткозамкнутой обмот1 ки и 2р -полюсной трехфаэнси обмотки, 2. содержащая в каждой фазе концентрические катушечные группы, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения и уменьшения расхода меди, число кату" шечных групп в каждой Фазе равно р и катушечные группы занимают зону, находящуюся в пределах от 1/4 до 2/3 Ж электрических радиан.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
l» 197742, кл. H 02 H 5/16) 1967.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2457931, 01 03 78.
Седьмая гармоническая н.с.
Яй
=-О1;5ЭЮЮН,.(в - x)
Таким образом, при питании предлагаемой обмотки от трехфаэной сети создаются два вращающихся в разные стороны магнитных поля с числом позо люсов 2р =2 и 2р =4, соотношение
1 амплитуд н.с. которых равно 1,41.
Следовательно, предлагаемая об" мотка выполняет Функции двух независимых трехфазных обмоток с числом пар полюсов 2р и 2р» отличающимися в два раза, причем магнитные поля, создаваемый этой обмоткой, вра.щаются в разные стороны, Изменение величины шага катушек ,и числа катушек катушечных групп предлагаемой обмотки можно изменять в нужном соотношении амплитуды пер° вой и второй гармонической намагничивающих сил, а также амплитуды выс- 4З ших гармонических.
Экспериментальные исследования дают хорошее совпадение расчетных и опытных значений амплитуд магнитны) полей, создаваемых обмоткой. so
Число катушек в катушечной группе может быть равно с)„, где с) . число пазов на полюс и Фазу для
2р -полюсного поля, или может быть больше о,, и обмотка в зависимости
08 6 от величины шага будет или однослой" ной (фиг. 5), или однослойно" двух" слойной. Увеличение числа катушек позволяет увеличить мощность машины в данном габарите. Обмотку целесооб" разно выполнять концентрической, так как при этом пересечение катушек в лобовой части совершенно отсутствует. При проектировании нового магнитопровода незаполняемые обмоткой пазы можно полностью исключить.
Утроитель работает следующим образом.
При питании статорной обмотки трехфазным переменным током образуют ся два вращающихся в разные стороны магнитных поля.2р -полюсное поле, взаимодействуя с короткозамкнутой для 2р -полюсного поля роторной об1 моткой, создает вращающий момент, под действием которого ротор вращается со скоростью
1л
8=@„
2рэ-полюсное поле наводит в роторной обмотке ЭДС частотой
942208
0> 9 Тираж 721 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ филиал ППП Патент, г. жгород, ул. Проектная, Составитель А. Кецарис
Редактор Л.Горбунова Техред N.Tenep Корректор Е.Рощко