Совмещенная электромашинная якорная обмотка

(51)4 Н 02 К 3 28ч ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 655027, кл. Н 02 К 3/28, 1979.Авторское свидетельство СССРУ 1062827, кл. Н 02 К 3/28, 1983.(57) Изобретение относится к электро- машиностроению. Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена двухслойной в 45 пазах из двенадцати распределенных катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по пазам у . = 10-2(-1) для второй,пшестой и десятой групп и у=11-2(Е) для остальных групп. Обмотка соединена в три параллельные Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической поля, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз и др.Цель изобретения - улучшение электромагнитных параметров обмотки 2, трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р = 2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности р = б от их нулевыхйточек. Первая фаза содержит первую, четвертую, седьмую, десятую группы и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных, Для двух других фаз одинаковых с первой, номера групп чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. В ветвях первой фазы включены катушки с номерами 1 = 1 первой и седьмой групп - в ветвь первой звезды,= 4 первой, четвертой, седьмой групп - в ветвь второй звезды, четвертой группы и= 1 - в ветвь третьей звезды, а остальные катушки групп фазы - в дополнительную ветвь.6 ил., 1 табл. путем увеличения обмоточных козффиГциентов. На фиг. 1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг. 2 - чередования фазных зон обмотки для полюсности р,= 2; на фиг. 3 - упрощенная схема соединения фазы обмотки; на фиг, 4 и 5 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р = 2 и р = 6 соответственно; на фиг, б - многоугольник МДС обмотки(Е = 2 и 3 групп 1 Г, 4 Г, 7 Г и д2, 3) - в дополнительную ветвь,причем катушки четных групп включеныв ветвях встречно относительно нечетных. Для двух других одинаковыхс первой фаз номера групп чередуютсяотносительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп, Осисоседних катушечных групп смещенына углы (в электрических градусах)60 + о( для р,= 2 (фиг. 4, с15 /и = 40) и 180 + 3 а/ для15 Рг= 6 (фиг.5), где и = 45/(3 4)3,75 - число пазов на полюс и фазу. Их ЭДС образуют трехфазную симметричнуюсистему для р, = 2 иоднофазную систему с тремя ветвямидля р= 6. На фиг. 1 верхний рядстрелок показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С 1, С 2, СЗ (р,= 2), а нижнийряд - направления однофазного тока25 при питании обмотки через 01-02(р = 6) .ЭДС катушек пропорциональны ихкоэффициентам укорочения Кэ 1 п(И у /11,25) и К у = зп( 630 Уп/3,75), где 45/4 = 11,25 и45/12 = 3,75 - полюсные деления,Дан"ные приведены в таблице,Номеракатушечныхгрупп Числа вит- Кубков кату- шек Ветвифазы Ку 1 Г, ЗГ, 4 Г, 5 Г 0,9994 0,9511 0,8290(наружный) и с = 1/3 (внутренний). Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в 45 пазах с номерами от 1 до 45 из 12 катушечных групп (с номерами от 1 Г до 12 Г) с концентрическимикатушками с шагами по паэам у , = - 10-2(д) = 10, 8, 6 для групп 2 Г,4 Г, 10 Г и у = 11-2(1 с) = 11, 9,7, 5 для остальных групп, где х - 1-3 и 1 с = 1-4 - номерами катушекв тре:. - и четырехкатушечных группах, Она соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазньми зажимами С 1, С 2, СЗ для р,= 2, дополнительными однофазными зажимами 01-02 , для полюсности р = 6 от нулевых то-чек первой и второй звезд, дополнительным нулевым зажимом 0 от нулевойточки третьей звезды, Фаза перваясодержит группы 1 Г, 4 Г, 7 Г, 10 Г и,их катушки включены последовательно , в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим , фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг. 3): катушкис номерами 1 с = 1 групп 1 Г и 7 Г -в ветвь первой звезды, 1 = 4 групп1 Г, 4 Г, 7 Г - в ветвь второй звезды,1 с = 1 группы 4 Г и= 1 - в ветвь ЭДС ветвей фазы (фиг, 3) дляр= 2 (фиг. 4) равны: ветви С 1 -012 0,9994 соз И М 1, = 1,9939 Я , ветвиС 1-02 - 0,6428 (1+2 соз 4 У- 1,9253 И 1 ветви С 1 -0 - 0,9994 ++ 0,9848) Ы 1, = 1,9842 И, т,е. онипрактически одинаковы и их среднеезначение равно 1,9678 М 1 ветвиС 1-С 1 - (0,9511 + 0,8290)(1+2 соЫ) ++ 0,8988 + 0 7431 1 сИ , =6,9735 Ю,-0,8660 И 1, Третья -0,2079 ДополниОф 5878тельная ЭДС фазы равна (6,9735 с+1,9678)Чпри числе витков фазы равном (8 с +149 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5ЭДС цепи 01-02 для полюсностир= 6 не зависит от коэффициента си равна (фиг. 5) (0,9945 + 0,8660 к(1+2 соз 3 с - 0,9945 Ы = 4,5057 Ыпри числе витков этой цепи, равном45 И, и тогда обмоточный коэффициентравен К б = 4,5057/5 = 0,9011, Сечение провода катушек дополнительных- ветвей фаз следует изменять обратнопропорционально коэффициенту с,вследствие чего сохраняется для всехпазов одинаковый коэффициент заполнения медью.По сравнению с известной обмоткой,для которои К обг = 0,840 и К О0,665, предлагаемая обмотка имеетболее высокие значения обмоточныхкоэффициентов в 0,8653/0,840 = 1,035раза для р= 2 и в 0,9011/0,665- 1,355 для р = 6. Кроме того, онаимеет расширейные функциональныевозможности, так как допускает подключение на Фазное напряжение однофазной генераторной нагрузки,На фиг. 2 и 6 цифрами от 1 до 45пронумерованы пазы, фазные зоны дляр = 2 обозначены как А-Е-В-Х-С-У иих вектора изображены в центре фиг,6;кружочками на фиг, 2 отмечены пазы,в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемые тройным значением тока, исреднее значение тока паза равно(8 3 + 7)3/45 = 93/45. Многоугольники МДС на фиг, 6 построены с использованием вспомогательной треугольнойсетки, сторона которой изображаетток фазной эоны и принята за двеединицы длины. Из фиг, 6 определяют;при с = 1,0 (наружный многоугольник) .(К= 7518/45 - квадрат среднегорадиуса пазовых точек К г = (93 "гх 0,8653/2 Й = 164,03615 - квадратрадиуса окружности для основной гармонической 1 ЯС обмотки; 6 уг- (К /К - 1) 100 = 1,84757 - коэффициент дифференциального рассеяния,характеризующий качество обмотки поуровню содержания в кривой ее МДСвысших и низших гармонических, Аналогичным образом при с = 1/3 (внутрен,ний многоугольник) определяют 6 рг =1,2227. и это значение соответствует обычной двухслойной обмотке при45/(3 4) = 3,75 и среднем шагекатушек по пазам, равном у , = 8,0.Таким образом, по сравнению с известной обмоткой, для которой 5912 6 5,0 - 5,5 предлагаемая обмоткаимеет значительно лучшие электромагнитные параметры по качеству МДС,Предлагаемая обмотка может использоваться, например, на якоресинхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля. Она заменяет собой двераздельные обмотки якоря серийноймашины: трехфазную основную с полюсностью р,= 2 и дополнительную однофазную с полюсностью рг= 6, работающую через блок регулирования напряжения с вентилями на обмотку возбуждения ротора. Применение такой совмещенной обмотки в синхронных машинахсерии ОС способствует упрощениюконструкции машины и ее изготовления, уменьшению расхода меди и изоляции на якоре, повышению эксплуатационной надежности машины. Для упрощения изготовления обмотки целесообразно наматывать катушки ветвей Фазна шаблоне непрерывно, что позволяет исключить выполнение междукатушечных соединений,Формула изобретения Совмещенная электромашинная якорная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 45 пазах с номерами от 1 до 45 из двенадцати катушечных групп с номерами от 1 Г до 12 Г, катушечные группы с номерами 2 Г, 6 Г, 10 Г выполнены из трех концентрических катушек с шагами по пазам у =10-2(х), остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по,пазам у = 11-2(Е - 1), причем начала катушечных групп от 1 Г до 12 Г уложены в пазы 1, 5, 8, 12, 16, 20, 23, 27, 31, 35, 38 соответственно, катушки соединены в параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединения.одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены встречно относительно катушек нечетныхгрупп, а номера групп фаз чередуются относительно групп первой фазыс интервалами в четыре группы для1495912 1 РГ 1 Г е. I Я оо,4 о Х о оо оо Хоо о оо 4Ю ФЯ оВ ооХ оо оса сод оо оо 9 ооХ о 7 9 113 1 Х 17 /У ОРРР 517 89 Р И ЯХ о ИГ 7 Г 3Тираж 64 б о комитета по изоб Москва, Ж, Раодписноеоткрытиям при ГКНТ С, д, 4/5 ениям кая н производственно-издательский комбинат "Патент", г. Гагар фазы второй и восемь групп для фазы третьей, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров путем увеличения5 обмоточных коэффициентов, число трехфазных звезд выполнено равным трем, а в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1 Г, 7 Г, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп 1 Г, 4 Г, 7 Г в первую фазу третьей звезды включены первые катушки катушечных групп 1 Г, ОГ в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1 Г, 4 Г, 7 Г, 1 ОГ, где= 1, 2, 3;- 1, 2, 3, 4 - номера катушек.