Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на два числа пар полюсов

(51) 4 Н 02 К 17/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Д ИИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 15,09.86. Бюл, В 34 (71) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Д. А. Попов и С. Д. Попов (53) 621.313.3332.045,58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 909763, кл. Н 02 К 17/14 ф 1982Авторское свидетельство СССР В 1042136, кл. Н 02 К 17/14, 1983,Авторское свидетельство СССР В 1105984, кл. Н 02 К 17/14, 1983,Ванурин В. Н, Многоскоростной электропривод стационарных сельско.хозяйственных машин. - Электротехника, 1984, У 1, с. 11-16 . (54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА НА ДВА ЧИСЛА ПАР ПОЛЮСОВ (57) Изобретение относится к электромашиностроению, может быть использовано в асинхронных короткозамкнутых двигателях. Цель изобретения расширение области применения путемполучения чисел пар полюсов 2:5, Обмотка выполнена двухслойной с целымчислом катушек на фазную зону шириной 2 Р/3 рад. Обмотка состоит из катушек, соединенных в девять частей,и трех трехполюсных переключателейс тремя группами выводов по три вывода в каждом. В первую часть включены последовательно-согласно катушечные группы с номерами 1, 2, 19,20; аналогично включены катушечныегруппы в другие части: во вторую -3, 4, 16;.в третью - 5, 17, 18; вчетвертую - 7, 8, 25; в пятую - 9,10, 21, 22 в шестую - 6, 23, 25;в седьмую - 13, 14, 26; в восьмую -15, 27, 28; в девятую - 11, 12, 29,30, Такая обмотка при включении втрехфазную сеть создает в воздушномзазоре магнитное поле, вращающеесяв том же направлении, что и при числе полюсов, равном двум, но с другой угловой скоростью. 4 ил, 2 табл.5 10 5 20 Изобретение относится к электрическим машинам и может быть применено в асинхронных короткоэамкнутыхэлектродвигателях со с гупенчатым регулированием угловой скорости путемпереключения числа пар полюсов статорной обмотки, в частности в асинхронных приводах колесных пар, эскалаторов метрополитена, компрессоров,вентиляторов и насосов на локомотивах.Цель изобретения - расширениеобласти применения обмотки, путемвыполнения отношения чисел пар полюсов 2:5,На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой обмотки при 8=1, 2=30; на фиг,2 -векторная диаграмма пазовых ЭДС обмотки при Р, =2; на фиг. 3 - то же,при Р =5; на фиг. 4 - развертка обмоткиНа фиг, 1 Ч 11, Ч 12, Ч 13, Ч 21,Ч 22, Ч 23, Ч 31, Ч 32, ЧЗЗ обозначаютномера девяти частей обмотки, П 1и П 2 - трехполюсные переключатели(переключающие контакторы), с помощью которых производится переключение числа пар полюсов, и ПЗ - переключатель, предназначенный для изменения схемы соединения фаз.Верхнему положению переключателейсоответствует включение обмотки на 2пары полюсов (Р, =2), а нижнему - на5 пар полюсов (Р =5), В состав фаз1, В , С при различньгх числах парполюсов входят катушечные группы,указанные в табл, 1,При переходе от схемы с Р, =2 ксхеме с Р =5 части Ч 11, Ч 22, ЧЗЗостаются в составе прежних фаэ, части Ч 12, Ч 23, Ч 31 переключаются в соседние фазы справа (из фазы 1 - вфазу 6, из Ь - в С и из С - в Д ),части Ч 13, Ч 21, Ч 32 переключаются всоседние фазы слева (из фазы А в фазу С, из С - в 6 и из В - в Д ).Тем самым при верхнем положениипереключателей обеспечивается максимальное значение амплитуды прост-.ранственной гармоники МДС с периодом 2 ь, =ь 0/2, т,е, обмотка создаетвращающееся поле с двумя парами полюсов (Р, =2), а при нижнем положении переключателей обеспечиваетсямаксимальное значение амплитудыпространственной гармоники МДС с периодом 2 =О/5, т.е. обмотка соз 25 30 35 40 4550 55 дает вращающееся поле с 5 парамиполюсов (Р =5), При Р =2, фазы обмотки соединены ь трехугольник,при Р =5 - в звезду.На фиг. 2 и 3 цифрами 1 - 30обозначены номера катушек, к которымотносятся соответствующие векторыЗДС, а одним, двумя и тремя штрихами отмечены векторы ЗДС катушек,входящих в фазы А, В и С соотвегственно. Предлагаемая обмотка приобоих числах пар полюсов являетсясимметричной, имеет одинаковые фазные зоны шириной 2 7 /3 эл. рад.,а также одинаковое число одинакововключенных катушек под разными полюсами, т.е. обмотка является целойи не создает низших гармоник МДС.На фиг. 4 цифрами 1 - 30 обозначены номера пазов, а буквами Н и К -начала и концы 9 соответствующихчастей обмотки,Предлагаемая обмотка работаетследующим образом,При установке переключателей П 1,Н 2 и ПЗ в положение, обозначенное Р,замыкаются цепи между верхними исредними контактами переключателейи катушечные группы распределяютсяпо фазам 4, Ь и С, как указано втабл. 1, При подключении обмотки ктрехфазной сети по ней протекают синусоидальные токи и обмотка создаетв воздушном зазоре асинхронного двигателя магнитное поле с двумя парамиполюсов. При установке переключателей П 1, П 2 и ПЗ в положение, обозначенное Р, замыкаются цепи междунижними и средними контактами переключателей и катушечные группы распределяются по фазам 1, Ь и С обмотки, как указано в табл, 1. При включении в трехфазную сеть такая обмотка создает в воздушном зазоре магнитное поле, вращающееся в том же направлении, что и при Р=Р, но с другой угловой скоростью, в результатечего и обеспечивается ступенчатоерегулирование угловой скорости двигателя.Сравнение полюсопереключаемых обмоток производится по следующим пара,метрам:- по энергетическим характеристикам асинхронного двигателя с обмоткой данного типа, которые оцениваются допустимыми величинами значениями момента М, полезной мощности Р12577 бб 4ка холостого хода двигателя благодаря увеличению обмоточного коэффици. ента.Кроме того, предлагаемая обмотка обеспечивает значительно лучшее использование двигателя в приводах постоянного момента и постоянной и коэффициента пропорциональности в формуле момента нагрузки вентиляторного типа (М=К 2 ) при одинаковых допустимых значениях индукции в воздушном зазоре (Вр , В) и плотности тока в проводах обмотки, допустимой йо условиям нагрева. При этом за"допустимую нагрузку (М=сопзь или Р =сопят.или М=К о, ) принимается2мминимальная из двух ее значений, со ответствующих разным числам пар полюсов;. по фильтрующим свойствам обмот" ки, которые оцениваются относительными значениями обмоточных коэффициентов К = в -, 1 =2, 3, или с поКоьЯКмощью коэффициента дифференциального рассеивания К = , (К 0)ОтдельД . оь.Э=я мощности,Формула изобретения Трехфазная полюсопереключаемаяобмотка на два числа пар полюсов,двухслойная, с целым числом катушекна Фазную зону шириной 2 1/3 эл. рад.состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, соединенных в девять частей Ч 11, Ч 22, ЧЗЗ, Ч 12,Ч 23, Ч 31, Ч 13, Ч 21, Ч 32 и двух трекполюсных переключателей, каждый иэ которых имеет 3 группы выводов, по 3 вывода в каждой группе - верхний, средний и нижний, и образует, в.каждой группе одну цепь между средним и верхним (при Р=Р,) или между средним и нижним (при Р=Р ) выводами, причем начала частей с номерами Ч 11, Ч 22, ЧЗЗ соединены с внешниьщ выводами обмотки А, В и С соответственно, а их концы - с первым, вторым и третьим верхними выводами первого переключателя, начала частей с номерами Ч 12,. Ч 23, Ч 31 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами первого переключателя, а их концы - с первым, вторым и третьим верхними выводами второго переключателя, начала частей с номерами Ч 13, Ч 21, Ч 32 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго переключателя, кроме того, каждый переключатель снабжен перемычками, соединяющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний - с третьим верхним и третий верхнийс первым верхним выводами, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения путем выполнения отношения чисел полюсов 2:5, обмотка снабжена третьим трехполюсным переключателем и выполнена из ЗО катушечных групп, по Б последовательно-согласно включенных катушек, причем катушечные группы с номерами 1, 2, 19, 20 включены последовательно-согласно в часть с номером Ч 11; катушечные группы с номерами 3, 4, 16 включены аналогично в часть с номером Ч 12; катушечные да двигателя, которая зависит от произведения обмоточного коэффициента на коэффициент использования об,мотки (К К).Из .табл. 2 видно что предлагаемая обмотка по величине обмоточного коэффициента К и величине моменоь.та М не уступает обмотке - прототипу, хотя и отличается числом пар по люсов при втором включении (Р =5).2Отсутствие низших гермоник в кривой МДС и значительно меньшие значения коэффициента диФференциального .рассеяния позволяет у двигателя с 50 предлагаемой обмоткой значительно ослабит. вибрации и шум, а также потери от паразитных гармоник МДС, что обеспечивает возможность применения предлагаемой обмотки в двигателях любой мощности. Наблюдается увеличение мощности двигателя в приводах постоянной мощности и уменьшение тоно оценивается наличие низших пространственных гармоник в кривой МДСР(х), которые вызывают вибрации ишум при работе асинх 1",онного двигателя, снижают его надежность иуменьшают КПД;- по сложности схемы управления,которая оценивается, числом коммутационных аппаратов и числом пар их 30контактов;по сложности изготовления обмотки, о которой судят по числу различающихся между собой катушек,входящих в схему обмотки;- по величине тока холостого хо5 125766 Ь группы с номерами 5, 17, 18 включе чены в часть с номером Ч 32; катушечны аналогично в часть с номерами Ч 13; ные группы с номерами 11, 12, 29, 30 катушечные группы с номерами 7, 8, . включены аналогидо в часть с номе включены аналогично в часть с но- ром ЧЗЗ; первый, второй и третий мером Ч 21; катушечные группы с но-средние выводы третьего переключатемерами 9, О, 21, 22 включены анало- ля соединены с концами частей с тГогично в часть с иомеРбм Ч 22; кату- мерами Ч 13, Ч 31, Ч 32 соответственно, шечные группы с номерами б, 23, 24 первый, второй и третий верхние вывключены аналогично в часть с номе- воды третьего переключателя соединером Ч 23; катушечные группы с номера- О ны с внешними выводами обмотки Ъ, С ми 13, 14, 26 включены аналогично исоответственно, а три нижних в часть с номером Ч 31; катушечные вывода третьего переключателя соедигруппы с номерами 15 27, 28 вклю- нены вместе, гдето- натуральное число.,1Таблица 1 17, 18(Ч 1 в 2 19 20(Ч 21) 3 7, 8, 25(Ч 21) 9 16(Ч 12 10, 21, 22(Ч5, 27, 28(ЧЗ 2 6, 23, 24(Ч 23)11, 12, 29, 30(ЧЗЗ) 13,блица 2. Парамет Предлагаемобмотка зовая об;тка ,1 тотип Число пар полюсор, Р 3 6 Число пазо Схема соединия фаз У У У азн на,8 0.120 рад б-. имме мотки:по фаза иммет лель п ным ветвя ч н е паратура управния 1 ерекл. 3 пер1257766 Продолжение таблицы Прототип 2 Предлагаемаяобмотка Базовая обмотка 1 Параметр Полюсное деление 3,6 7,5 3,0 Шаг обмотки 0,0 6,0 9,0 Коэффициентукорочения 0,866 1,0 0985 0,94 0,951 1 О Коэффициентиспользования 1,0 1,0 1,0 1 0 В мас 0,942 1,0 0,754 1 0 Обмоточный коэффициент, К,.,0,694 0,817 0,837 0,727 0,793 0,866 0 654 0,607 0 817тО, 506 а ФМ=В К К Омакс Оь, Ьс и 0,56 0,837 0,6 0,866 0 327 2 0,314К=М Р 2,24 7,53 Отсутствуют 6,9 К, Е 49,5 0,9 2,9 9,5 П р и м е ч а н и е, В знаменателе приведены данные для обмоткианалога 2 Низшие гармоники в кривойМДС Отсутст- Имеются вуют (1/5;7/5 и т.д.) 1,0 1,О0,778 1,01257766 1 б 7 77 15 д,12, ЛУ МЗО Ю,74,70 Ж Я,28 5,11 1 Ы 7 Ф 21 77 Ф 27 Составитель А. КецарнсПчелинская Техреду Л.Сердюкова , Корректор С. Черни ак дписно ака Проектна 036/54 Тираж 631 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раунская наб., д.