Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 8 пар полюсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17/1 5 Н 3 ЙЫВЭЯ 31"Я 113 й.",;ЯД;,мБ53,".О 1 Е Н:А ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С М 8авиационный икидзеД. Попов45.58(088.8)етельство СССРК 3/28, 1980,етельство СССР2 К 17/14, 1987,тит при восьми парах полюсосхеме Л. 3 ил., 1 табл. нена по(54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА НА 3 И 8 ПАР ПОЛЮСОВ (57) Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим машинам, и может найти применение в асинхронных электродвигателях со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключения числа пар полюсов статорной обмотки. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. С этой целью предложено выполнить Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использованов электромашиностроении для созданиядвухскоростных асинхронных двигателей с3 и 8 парами полюсов, предназначенных дляпривода насосов, вентиляторов, колесныхГ пар электроподвижного состава, подъемных механизмов, устройств автоматики.Цель изобретения - улучшение энергетических показателей обмотки.На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема обмотки; на фиг. 2 а и б - векторные диаграммы катушечных ЭДС обмотки для3 и 8 пар полюсов соответственно при Я = 1,Е = 144; на фиг. 3 - схема обмотки при 8 = 1,Е= 144,обмотку из 144 катушечных групп, включенных последовател ьно в девять частей обмотки А 1, А 2, АЗ, В 1, В 2, ВЗ, С 12, С 2, СЗ и двух трехполюсных выключателей и трехполюсного переключателя, Части обмотки соединены по три части в фазе, а к концам частей подключены выводы для соединения с коммутационными аппаратами. Выключатели и переключатель снабжены перемычками и соединяют части обмотки так, что при трех парах полюсов части А 1, С 2, ВЗ соединены параллельно и входят в фазу А, части В 1, А 2, СЗ - параллельно и входят в фазу В, части С 1, В 2, АЗ параллельно и входят в фазу С, обмотка при этом соединена по схеме л, При восьми парах полюсов в фазу А входят последовательно соединенные части А 1, А 2. АЗ, в фазу В - последовательно соединенные ча-. сти В 1, В 2, ВЗ, в фазу С - последовательно соединенные части С 1, С 2, СЗ, обмотка Через А 1, А 2, АЗ, В 1, В 2, ВЗ, С 1, С 2, СЗ на фиг. 1 обозначены 9 частей обмотки,через П 1 и П 2 - первый и второй трехполюсные выключатели соответственно, а через ПЗ - трехполюсный переключатель. В скобках указаны номера катушечных групп (КГ), входящих в состав соответствующих частей обмотки, Знак "-" означает встречное включение катушечной группы. Через А, В, С обозначены внешние выводы обмотки, Цифрами от 1 до 144 на фиг. 2 обозначены номера катушек, к которым относятся векторы ЭДС. Одним, двумя и тремя штрихами на фиг. 2 обозначены векторы ЭДС катушек, включенных согласно в схемы фаз А,В, С соответственно одним, двумя и тремя5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 штрихами с поперечным штрихом обозначены векторы, ЭДС катушек, включенных встречно в схемы фаз А, В и С соответственно. Цифрами 1 - 144 на фиг. 3 обозначены номера катушек, а буквами Н и К обозначены начала и концы соответствующих частей обмотки,Начала частей А 1, В 1, С 1 соединены с внешними выводами обмотки А, В, С соответственно, концы частей А 1, А 2, В 1, В 2, С 1, С 2, соединены с началами частей А 2, АЗ, В 2, ВЗ, С, СЗ соотвественно, нижние выводы выключателя Ш соедине ны с концами частей А 1, В 1, С 1, соответственно нижние выводы второго выключателя П 2 соединены с концами частей А 2, В 2, С 2 соответственно, средние выводы переключателя ПЗ соединены с концами частей АЗ, ВЗ, СЗ соответственно, третий, первый и втооой верхние выводы первго выключателя П 1, второй, третий и первый верхние выводы второго выключателя П 2, третий, первый и второй правые выводы переключателя ПЗ соединены с началами частей А 1, В 1, С 1 соответственно, правый вывод каждой группы переключателя ПЗ соединен с левым выводом следующей его группы, каждая из частей А 1, А 2, АЗ, В 1, В 2, ВЗ, С 1, С 2, СЗ состоит из последовательно включенных катушек групп с номерами: 1,2,3, - 28, - 29,-30,55,56,57, - 82, - 83, - 84,109,110,111, - 136 в части А 1;19,20,21, - 46, - 47, - 48,73,74,75, - 100, - 101, - 102,127,128, - 137, - 138 в части А 2; - 10, - 11, - 12,37,38,39, - 64, - 65, - 66, 91,92, 93, -118, -119, - 120,129 в части АЗ; 25,26,27, - 52, - 53, - 54,79,80, - 89, -90,115,116,117, - 142, - 143, - 144 в части В 1; - 16, - 17, - 18,43,44, 45, - 70, - 71, - 72,81, - 106, - 107, - 108,133,134,135 в части В 2; 7,8,9, - 34, - 35, -36, - 61,62,63, - 88, 97,98,99, - 124, - 125, - 126 в части ВЗ; -22, - 23, - 24,33, - 58, - 59, - 60,85,86,87, - 112, - 113, - 114,139,140,141 в части С 1;13,14,15, - 40,49,50,51, - 76, - 77, - 78, 103, 104,. 105, - 130,-131, - 132 в части. С 2; - 4, - 5, - 6,31,32, - 41,-42,67,68,69, - 94, - 95, - 96,121, 122,123 в части СЗ, причем знак " - " перед номером катушечной группы означает ее встречное включение, а в каждую катушечную группу входит Я последовательно согласно включенных рядом лежащих катушек (Я = 1, 2, 3).Обмотка работает следующим образом, При замыкании выключателей П 1 и П 2 и установке переключателя ПЗ в левое по схеме на фиг. 1 положение обмотка соединяется по схеме Л, причем в фазу А входят параллельно включенные части А 1, ВЗ, С 2,в фазу В - параллельно включенные части В 1, А 2, СЗ, в фазу С - параллельно включенные части С 1, В 2, АЗ. При подключении к сети обмотка создает основное вращающе= еся поле с тремя парами полюсов. При размыкании выключателей П 1 и П 2 и установке переключателя ПЗ в правое по схеме на фиг.1 положение обмотка соединяется по схеме Л, причем в фазу А входят последовательно соединенные части А 1, А 2, АЗ, в фазу В - последовательно соединенные части В 1, В 2, ВЗ, в фазу С - последовательно соединенные части С 1, С 2, СЗ, При подключении к сети обмотка создает в этом случает основное вращающееся поле с 8 парами полюсов.Сравнение энергетических показателей полюсопереключаемых обмоток проведем, используя следующие формулы:% Х МВМ=М/МБ= ВбпахКоб.1; Р 2= Р 2/Р 2 Б= М/Р,В блах= В блах/ В б, доп, МБ=1- т - Оа62ОпКзпВб,допзп,ГДЕ Оа, 1 б -ДИаМЕтР И РаСЧЕтНаЯ ДЛИНаякоря двигателя;2, Оп, Кзп - число пазов, плоЩаДь паза икоэффициент заполнения паза статорамедью соответственно;) - плотность тока;Р =(ВбЕ 1); зп р =соз с 1;Р 2 Б = МБЙ (1 - 3 ); Й; = м 1 = 2 У 11; з - скольжение,Результаты приведены в таблице,Из таблицы видно, что по сравнению с обмоткой-аналогом предлагаемая обеспечивает на 17% (0,092/0,0783 = 1,17) большую мощность в приводах постоянной мощности и на 56(0,736/0,47 = 1,56) больший момент в приводах постоянного момента. По сравнению с обмоткой-прототипом предЛагаемая обеспечивает в 2,36 раза (0,736/0,312 = 2,360 больший момент в приводах постоянного момента, путем выбора шага предлагаемой обмотки равным диаметральному при меньшей полюсности удается избежать наличия четных пространственных гармоник в кривых МДС обмотки при обоих числах пар полюсов, Обмотка-прототип не обеспечивает такой возможности, так как она является трехзонной при обоих числах пар полюсов, а отношение чисел пар полюсов, неравное целому нечетному числу (3:8) исключает возможность избежать наличия четных гармоник при обоих включениях путем выбора соответствующего шага обмотки, Отсутствие четных гармоник в кривой МДС предлагаемой обмотки уменьшает потери в роторедвигателя оттоков, наводимых этими гармониками поля в короткозамкнутой обмотке ротора, улучшая тем самым энергетические показатели двигателя. Кроме того, отсутст- вие четных гармоник приводит к уменьшению провалов и искажений кривой результирующего момента двигателя, что положительно сказывается на пусковых свойствах двигателя.Таким образом, изобретениеобеспечивая большее значение момента двигателя в приводах постоянного момента и отсутствие потерь от четных пространственных гармоник поля при обоих числах пар полюсов, имеет более высокие энергетические показатели по сравнению с обмоткой-прототипом,Формула изобретения Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 3 и 8 пар полюсов, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в катушечные группы, обьединенные в 9 частей А 1, А 2, АЗ, В 1, В 2, ВЗ, С 1, С 2, СЗ, и трехполюсного переключателя, имеюшего три группы выводов по три вывода в группе - левый, средний и правый с возможностью замыкания цепи между средним и левым или между средним и п равым выводами и снабженного перемычками, замыкающими правый вывод каждой группы с левым выводом следующей группы, причем начала частей А 1, В 1 и С 1 соедиенны с внешними выводами обмотки А, В и С соответственно, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, обмотка выполнена из 114 катушечных групп с номерами от 1 до 144 по Я последовательно согласно включенных рядом лежащих катушек и снабжена первым и вторым трехполюсными выключателями, имеющими по три группы выводов каждый по два вывода в группе - верхний и нижний с возможностью замыкания цепи между ними, причем катушечные группы с номерами 1,2,3, - 28, - 2, - 30,55,56,57, - 82, - 83, - 84,109, 110,11,1-136 включены последовательно в часть А 1, катушечные группы с номерами 19,20,21, - 46, -47, - 48,73,74,75, - 100,-101,6- 102,127,128, - 137,-138 включены последо- .вательно в часть А 2, катушечные группы с номерами - 10, - 11, - 12,37,38,39, - 64, - 65, - 66,91,92,93, - 118, - 119,-120,129 вклю чены последовательно в часть АЗ,катушечные группы с номерами 25,26,27, -52,-53,-54,79,80, -89,-90,115,116,117, - 142, - 143, - 144 включены последовательно в часть В 1, катушечные группы 10 с номерами -16, - 17, - 18,43,44,45,-70, - 71,- 72,81, - 106,-108,133, 134,135 включены последовательно в часть В 2, катушечные группы с номерами 7.8,9, - 34, - 35, - 36,61, 62, 63,-88,97,98,99, - 124, - 125, - 126 включены 15 последовательно в часть ВЗ, катушечныегруппы с номерами - 22, - 23, - 24, 33, - 58, -.59, - 60,85,86,87, - 112, - 113. - 114, 1 3 9, 1 4 О,141 включены последовательно в часть С 1, катушечные группы с номерами 20 13,14,15, - 40,49,50,51,-76,-77, - 78,103,104,105, - 130, - 131, - 132 включены последовательно в часть С 2, катушечные группы с номерами - 4, - 5,-6,31, 32, - 41, -42, 67, 68, 69, -94,-95, -96, 121,12,123 25 включены последовательно в часть СЗ, кон-.цы частей А 1,А 2,В 1,В 2,С 1,С 2 соединены с началами частей А 1,АЗ,В 2,ВЗ,С 2,СЗ соответственно, третий, первый и второй верхние выводы первого трехполюсного 30 выключателя, второй, третий и первый верхние выводы второго трехполюсного выключателя, третий, первый и второй правые выводы терхполюсного переключателы соединены с началами частей А 1,В 1,С 1 соот ветственно, первый, второй и третийнижние выводы первого трехпалюсного выключателя соединены с концами частей А 1, В 1, С 1 соответственно, первый, второй и третий нижние выводы второго трехполюс ного выключателя соединены с концами частей А 2,. В 2,С 2 соответственно, первый, второй и третии средние выводы трехполюсного перключателя соединены с концами частей АЗ, ВЗ, СЗ соответственно, где 45 знак " - " перед номером катушечной группыозначает ее встречное включение, а Я - натуральное число.0,0142 Я Г Фиг, 1 Число пар полюсов Число Пазов (Е) Схема соединения фаз Число фазных зон Фазная эона (уф), Пол юсное Деление (т)Шаг обмотки (У) Коэффициент укорочения ( Ку)Коэффициент распре-;,деления (Кр)Обмоточный коэффициентоб )бщахОфгАп паратура уп равле- ния Число разных катушек Коэффициент дифференциального рассеяния К 2 переключате выключателя 1 переключа 0,058 0,0038 0,0141Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин Заказ 553ВНИИПИ Тираж 326 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5