Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на два числа пар полюсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХшаапщепнижРЕОЪБЛИН 02 К 17/14 УА писдн ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРС Обмотка выполнена на равномерно распределенных катушек, соединенных вдевять частей, и трех переключателей, к выводам которых подсоединеныконцы и начала катушек, Обмотка выпо:иена из шестидесяти катушек, причем в первую часть включены катушечные группы по 5 последовательно-согласно включенных катушек с номерами,1,2,3,4,16,49,501 во вторую - 5,17,18, 9,20,31,32; в третью - 33,34,35,46,47,48; в четвертую - 25,37,38 в 39 э 40 в 51 э 521 в пятую - 617 е 8 ю 53 ю54,55; в шестую - 9,0,21,22,23,24,36; в седьмую - 13,14,15,26,27,28;в восьмую - 29,30,41,42,43,44,56;в девятую - 11,12,45,57,58,39,60.Такая обмотка создает вращаюшееся(5 ное поле при сеть с друг а именно с ил. 2 таблмаг фаз ростью,люсов, 4 Ф 7 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный заочный институт июкенеров железнодорокного транспорта(53) 621.33.333.2,045.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 1051658, кл. Н 02 К 17/14, 1983.Авторское свидетельство СССР В 997191, кл. Н 02 К 17/4, 1983,Авторское свидетельство СССР 1108567, кл. Н 02 К 3/28 1983.4) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕИАЯ ОБИОТКА НА ДВА ЧИСЛА ПАР ПОЛОСОВ (57) Изобретение относится к электро- машиностроению и может быть использовано в асинхронных короткозамкнутых -электродвигателях. Цель иэобретеиия - расширение области применения путем получения чисел пар полюсов 4;5. включении в трехой угловой скопятью парами по- Я2577653Фиг.2 - векторная диаграмма пазовыхЭДС обмотки при Р, = 4; на Фог.З -то же, при Р = 5; на Фиг.4 - развертка обмотки. На фиг.1 Ч 11, Ч 12,Ч 13,Ч 21, Ч 22, Ч 23, Ч 33, Ч 32, ЧЗЗобозначают номера девяти частей обмотки, П, и П - трехполюсные переключатели, с помощью которых производится переключение числа парЮ полюсов, Верхнему положению переклю-чателей соответствует включение обмотки на 4 пары полюсов (Р,4), анижнему - на 5 пар полюсов ( Р = 5)15 В состав фаэ я ,И, С при различных числах полюсов входят последовательна-согласно включенные катушечные группы, указанные в табл.1.Таблица 1 В 314 ф 16 е 49 ю 50 5 ю 17 ф 18 в 19 ю 2 3,34, 35,46,47,48 А 1,32 .(Ч25,37,3851,52 (13,14,35,2 7,28 29,30,41,4 11, 12,45,57,58,(Ч 44,5 0 (ЧЗ н и е, В скобках ук входят соотврим аны иомствующилитуды3"3 ДС собмоткное по(Р 5)обмотк При переходе от схемы с чет парами полюсов (Р, =4) к схеме парами полюсов (1 =5) части Ч 11, Ч 22, ЧЗЗ остаются в составе прежних фаз, части Ч 12, Ч 23, Ч 31 переклю"- чаются в соседние фазы справа (иэ Фазы А в фазу Ь , из И в С, из С в Д ), части Ч 13, Ч 23, Ч 32 переключаются в соседние фазы слева (из фазы И - в фазу С , из С - в 3 из о " в А ). Следовательно при верхнем положении переключателей обеспечивается максимальное значение амплитуды пространственной гармоники МДС с периодом 22, "Р /4, т,е.обмот" ка создает врашающееся поле с четцрьмь парами полюсов (Р, 4), а при нижнем положении переключателей обеспечивается максимальное значение ампй гармони ыр ьмя 40с пятью про стране ериодом 2 создает е с пятью При обоих соединетвенн л л вращаю парам 3 /5, т.е,ееся магнитполюсовениях фазы вклы по еме звезда. фиг.2 и 3 цифрами 1-60 обоз- номера катушек, к которым тся соответствующие векторы одним, двумя и тремя штрихаечены векторы ЭДС катушек, вхов фазы 33,И,С соответственно . гаемая обмотка при обоих чиср полюсов является симметричмеет одинаковые фазные зоны й 2 Т/3 эл,рад, а также одина- число одинаково включенных к под разными полюсами, т.е. начены относя ЭДС, а мн отм дящих Предла лах па ной, и ширино ковое катуше 1 1Изобретение относится к электрическиммашинам и может быть применено в асинхронных короткозамкнутых электродвигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки, в частности в асинхронных приводах колесных пар, эскалаторов метрополитена, компрессоров, вентиляторов и насосов на локомотивахЦель изобретения - расширение области применения обмотки путем обеспечения отношения чисел пар полюсов 4:5.На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой обмотки при 5 = 1, 2 = 60, нара частей обмотки, в которы катушечные группы.Таблица 2 Параметр Базовая обмотка Р,Р Р 1 Рг 4 5 2 3 Число пар полюсов 36 60 72 Число пазов 7 1120 120 У У 120 120 Схема соединения фаз Фазная зона, градСимметрия обмотки 140 100 по фазам Симметрична обмотка является целой и не создаетнизших гармоник МДС.На фиг.4 цифрами 1-60 обозначеныномера пазов, а буквами Н и К - начала и концы соответствующих чиселобмотки.Обмотка работает следующимобразом,При установке переключателей П,и Пг в положение, обозначенное Г,замыкаются цепи между верхними исредними контактами переключателейи катушечные группы распределяютсяпо фазам А ,8, 0 так, как указанов табл.1. При подключении обмоткик трехфазной сети по ней протекаютсинусоидальные токи и обмотка создает в воздушном зазоре асинхронного двигателя магнитное поле с че"тырьмя парами полюсов, При установке переключателей П, и П в положение, цбозначенное Р , замыкаютсягцепи между нижними и средними контактами переключателей и катушечнеФгруппы также распределяются по фазам 1 ,б, С как указано в табл,1УПри включении в трехфазную сеть такая обмотка создает в воздушном зазоре асинхронного двигателя магнитное поле, вращающееся в том же направлении, что и при 1 = 1, но сдругой угловой скоростью, в результате чего обеспечивается ступенчатое регулирование угловой скоростидвигателя.Сравнение полюсопереключаемых1обмоток производится по следующимпараметрам,- по энергетическим характеристикам асинхронного двигателя с об 257765 4моткой данного типа, которые оцениваются допустимыми значениями момента М , полезной мощности 1 и2коэффициента пропорциональности вформуле момента нагрузки вентиля 7торного типа (М =Кй) при одинаковых допустимых значениях индукциив воздушном зазоре (В ф ) имакс Фаплотности тока в проводах, допус тимой по условиям нагрева. При этомза допустимую нагрузку (М = сопэТили Рг = сопзС или М =Кмй ) принигмается минимальная из двух ее значений, соответствующих разным числам 15 пар полюсов;- по фильтрующим,свойствам обмотки, которые оцениваются относительными значениями обмоточных коэффициентовКа =КаКО (1 = 2,3, )или с помощьюкоэффициента дифференциального рассеяния К , Отдельнооценивается наличие низших ( с )пространственных гармоник с кривойЩС Г(х), которые вызывают вибрации 25 и шум при работе асинхронного двигателя, снижают его надежность иуменьшают К 1 Щ;по сложности схемы управления,которые оцениваются числом коммутационных аппаратов и числом пар ихконтактов;по сложности обмотки, о которой судят по числу 1 раэличающихсямежду собой катушек, входящих в схему обмотки;по величине тока холостого ходадвигателя, которая зависит от произведения обмоточного коэффициента накоэффициент использования (К,б, К )абискРезультаты представлены в табл.2. Прототип 131 Предлагаемаяобмотка1257765 Продолжение табл.2 Прототип 33 Базовая обмотка Параметр Предлагаемая обмотка Р, Р по параллельнымветвям Симметрична 1 выкл. +1 перекл, 2 перекл. Аппаратура управления 2 перекл. Коэффициент распределения 0,831 0,837 0,833 0,837 0,808 0,721 Коэффициент использования 1 19,0 7,2 1 1 г 7,5 6,0 Полюсное деление 6,0 6,0 Шаг обмотки 0,940 0,999 0,966 1,О 0,951 1,0 Коэффициент укорочения Обмоточный коэффициент,б,0,760 0,8200,977 1,0 О, 720 0,837 О, 792 О, 837 Вмакс% %юкс 0,778 1,0 0,846 1,0 0 742 0,56 0,837 0,67 0,837 0 82 0,866 Оу 293 0 185 0 1640,22 0,057 Р М/Р 028 0,279 0,1675 0,1674 2 24 . 7 53 10 7 20 9 11 7 21 0 К =МР 13,7 7,3 Имеют- ИмеютОтсутствуют Низшие гармоники в кривой МДС ся сяф =и/4 кр=п 5 п=2,4, п=1,5,7 34,4 12,2 0,9 2,9 4,38 2,31 К,Ж П р и м е ч а н и еВ зьаменателе приведены данные для обмотки 21 Из табл,2 видно, что предлагаемая обмотка по величине обмоточного коэффициента к , и величине момента М не уступает обмотке-прототипу, хотя и отличается от нее числами пар полюсов.Отсутствие низших гармоник в кривой МДС и значительное уменьшение 1 А,обеспечивает увеличение срока службы и увеличение КПД двигателя с предлагаемой обмоткой благодаря ослаблению вредного влияния паразитных гармоник МДС (уменьшение вибраций и шума, уменьшение потерь).Наблюдается увеличение мощности двигателя в приводах постоянной мощ 7 1257 ности, а также уменьшение тока хо" лостого хода двигателя благодаря увеличению обмоточного коэффициента.Кроме того, предлагаемая обмотка обеспечивает значительно лучшее использование двигателя в приводах с различным характером нагрузки: в приводах с постоянным моментом нагруз. ки, в приводах постоянной мощности, в приводах с вентиляторной нагруэ кой.Формула изобретенияТрехфазная полюсопереключаемая 15 обмотка на два числа пар полюсов двухслойная, с целым числом катушек на фазную зону шириной 2 ЮЗ эл.рад, соединенная в звезду при обоих чис-лах пар полюсов, состоящая из одина ковых, равномерно распределенных катушек, соединенных в девять час-: тей Ч 11, Ч 22, ЧЗЗ, Ч 12, Ч 23, Ч 31, Ч 13, Ч 21, Ч 32 и двух трехполюсных переключателей, каждый из которых 25 имеет три группы выводов, по три вывода в каждой группе - верхний, нижний и средний, и образует в каждой группе одну цепь между средним и верхним (при меньшем числе пар полюсов) или между средним и нижним (при большем числе пар полюсов) выводами причем начала частей с номерами .Ч 11, Ч 22, ЧЗЗ соединены с веншними выводами обмотки 1 , Ь и С соответственно, а их концы с первым, З 5 вторым и третьим верхними выводами первого переключателя, начала частей с номерами Ч 12, Ч 23, Ч 31 соединены с первым, вторым и третьим средним выводами первого переключателя, а их концы - с первым, вторым и третьим верхними выводами второгопереключателя, начала частей Ч 13,Ч 21, Ч 32 соединены с первым, вторыми третьим выводами второго переключателя, а их концы соединены вместе,кроме того, каждый переключательснабжен перемычками, соединяющимипервый нижний с вторым верхним,второй нижний с третьим верхним итретий нижний с первым верхним выво-,.дами, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью расширения областиприменения обмотки путем выполненияотношения чисел пар полюсов 4:5,обмотка выполнена из 60 катушечныхгрупп, по 5 последовательно-согласновключенных катушек, причем катушечные группы с номерами 1,2,3,4,16,49,50 включены последовательно согласно в часть с номерами Ч 11; катушечные группы с номерами 5,17,18,19,20,31,32 включены аналогично в частьс номером Ч 12; катушечные группы сномерами 33,34,35,46,47,48 включеныаналогично в часть с номером Ч 13,; катушечные группы с номерами 25,37,38,39,40,51,52 включены аналогичне вчасть с номером Ч 21; катушечные группы с номерами 6,7,8,53,54,55 включены аналогично в часть с номером Ч 22;катушечные группы с номерами 9,10,21,22,23,24,36 включены аналогичнов часть с номером Ч 23; катушечныегруппы с номерами 13,14,15,26,27,28включены аналогично в часть с номе-.ром Ч 31; катушечные группы с номерами 29,30,41,42,43,44,56 включеныаналогично в часть с номером Ч 32;катушечные группы с номерами 11,245,5758,5960 включены аналогичнов часть с номером ЧЗЗ, где 5 - натуральное число,1257765 иеи,м б.Э Кецарис Состави тел Техред Л.С Ко р Л.Пилипен а аз 5036/54 писно и ВНИИ ПИ тета СС ткрытий наб., д ела 3035, Ио Произв и едл играфическ енноФдЭl Ифв17 д ктор Л.Пчелинская ЦЛ,Ю