Трехфазная полюсопереключающая обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 А 1 1)5 Н 02 К 1 САНИ ЗОБ ТЕН нже орт ЯПалей А.М, ин. - М, - Л ОПЕРЕКЛЮЧА И 4 ПАРЫ ПОк электромаши 1 юсопереключаческих машин начены ки, выГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Всесоюзный заочный инров железнодорожного тран(56) Зимин В,И., Каплан МОбмотка электрических машЭ нергия, 1975.(54) ТРЕХФАЗНАЯ ПОЛЮСЮЩАЯСЯ ОБМОТКА НА 1,ЛЮСОВ57) Изобретение относитсяностроению, а именно к по)емым обмоткам злектри Изобретение относится к электриче-. ским машинам и может быть использовано в электромашиностроении дпя создания трехфазных трехскоростных короткозамкнутых асинхронных двигателей с 1; 2 и 4 парами полюсов и одной статорной обмоткой, предназначенных для привода механизмов с постоянной мощностью - колесных пар, механизмов главного движения станков и т,д.Целью изобретения является управление числом пар полюсов.На фиг,1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемой обмотки; на фиг,2 - векторные диаграммы катушечных ЭДС обмотки при 5=1 и 1=12; на фиг.З - схема-развертка предлагаемой обмотки при 5=2, 2=24, у= тз = 3.Через А 1, А 2, АЗ, А 4, В 1, В 2, ВЗ, В 4, С 1, С 2, СЗ, С 4 обозначены 12 частей обмотки, а Целью изобретения является упрощение уп равления числом пар полюсов, Трехфазная полюсопереключаемая обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов выполнена двухслойной, тоехзонной, состоит иэ одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в 12 катушечных групп по Я рядом лежащих последовательно согласно включенных катушек, соединенных в 12 одинаковых частей с номерами А 1, А 2, АЗ, А 4, В 1, В 2, ВЗ, В 4, С 1, С 2, СЗ, С 4, Причем, укаэанные части образованы соответственно катушечными группами 1, 10,4,7,5,2,8, 11: 9,6, 12, 3, Обмотка снабжена четырьмя переключателями. Указаны соединения катушечных групп с выводами переключателей, 3 ил., 2 табл. в скобках указаны номера катушечных групп, входящих в состав соответствующих частей обмотки; через П 1 обозначен двухполюсный переключатель и через П 2, ПЗ, П 4 - ( трехполюсные переключатели, используемые для управления числами пар полюсов, через А, В, С обозначены внешние выводы обмотки. Стрелки внизу переключателей указывают направление перемещения их подвижных контактов при включении об-мотки на указанное рядом со стрелкой число пар полюсов, При укаэанном (фиг.1) исход- Фф ном положении переключателей схема под- д готовлена для включения обмотки на 4 пары полюсов, а включение производится подачей трехфазного напряжения на зажимы А, В, С.На фиг.2 цифрами от 1 до 12 обозномера катушек, к которым относятсветствующие векторы ЭДС для обмот=4;обмотка работает следуполненной с 5=1 и 2=К=12, Так как при 5=1номера катушек совпадают с номерами катушечных групп, то цифры 1 - 12 (фиг.2) обозначают и номера катушечных групп. Одним,двумя и тремя штрихами (фиг.2) обозначенывекторы ЭДС катушки (а при Я1 - векторыЭДС катушечных групп), которые включеныпоследовательно согласно схемы фаз А, В,С соответственно,На фиг.З цифрами от 1 до 24 обозначеныномера катушек, а буквами Н и К обозначены выводы от начал и концов частей обмотки, обозначения которых указаны справа отуказанных букв.Предлагаемая обмотка (фиг.2) является, симметричной, имеет целое число катушекна фазную зону и поэтому не создает чи, зших пространственных гармоник МДС,При всех включениях обмотка являетсятрехзонной, поэтому при Р 1=1 и Р 2=2 кривые МДС Р 1(х) и Р 2(х) содержат четные высшие пространственные гармоники МДС;при Рз=4 шаг обмотки равен полюсному делению (у= тз =3), поэтому кривая МДС Рз(х)четных высших гармоник не содержит,Полученное на основании фиг.2 распре деление катушечных групп по фазам дляразличных чисел пар полюсов приведено втабл,1, при этом в каждую фазу включаютсяпоследовательно согласно 4 катушечныегруппы (четыре части), а фазы соединены взвезду с одной параллельной ветвью в каждой фазе.Представленная электрическая схема(фиг,1) реализует распределение катушечных групп по фазам, приведенное в табл.1.Предлагаемая обмотка создает ДМС спериодом 271 =лОа - при распределениипо фазам КГ согласно фиг,2 а; с периодом2 т 2 =яСЬ/2 - при распределении КГ пофазам согласно фиг,2 б и с периодом2 тз =лОа/4 - при распределении КГ пофазам согласно фиг.2 в. Отсюда следует, чтообмотка создает основное магнитное полес числами пар полюсов При установке переключателей П 1, П 2,ПЗ, П 4 в верхнее положение:фиг,1) замыкаются средние и верхние контакты переключателей и катушечные группы, и части5 обмотки распределяются по фазам так, какуказано в столбце 4 табл,1, При подаче навходные зажимы А, В, С трехфазного напряжения по обмотке протекают синусоидальные токи и она создает в воздушном зазоре10 магнитное поле с 4 парами полюсов, которое вращается с угловой скоростьюп 1(3) = 60 0/Рз = 60 50/4 = 750 об/мин,где 1 = 50 Гц - частота сети;Рз = 4 - число пао полюсов обмотки,15 При переключении переключателей П 1,П 2 и П 4 в нижнее по фиг,1 положение замыкаются средние и нижние контакты этих переключателей, а переключатель ПЗ остаетсяв верхнем положении. При этом катушечные20 группы и части обметки распределяются пофазам так, как указано в столбце 3 табл,1, ив воздушном зазоре двигателя возникаетмагнитное поле с 2 парами полюсов, вращающееся с угловой скоростью:25 и 1(2) = 6011/Р 2 = 6050/2 = 1500 об/мин,При переключении переключателя П 1 ввеохнее положение и остальных переключателей в нижнее (фиг,1) положение замыка,отся средние и верхние контакты30 переключателя П 1, средние и нижние контакты остальных переключателей и катушечные группы и части обмотки соединяютсятак, как указано в столбце 2 табл.1, Пои этомобмотка создает магнитное поле; вращаю 35 щееся с угловой скоростьюп 1(1) = 6011/Р = 60 50/1 = 3000 об/мин,Тем самым обеспечивается ступенчатоерегулирование угловой скорости двигателяв отношении п 1(3):п 1(2):п 1(3): = 1:2:4.40 Направление вращения магнитного поля при всех трех включениях одинаково. Вслучае необходимости направление вращения двигателя при любом включении можетбыть изменено путем изменения положения45 переключателя П 1 по соавнению с указанным;М =М/МБ = В дмаксКобР 2допВ ддоп )ЗП Р; Рж = МБ йБ,2 й 1Р Б - М 1/ Рмакс -5 ф Рмаксз 1 пф =соз р.Результаты расчетов приведены втабл,2, из которой видно, что применениепредлагаемой обмотки обеспечивает существенное упрощение схемы управления(табл. 2) при некотором увеличении располагаемой мощности двигателя в приводах с Р 2 =аопз и уменьшении расхода меди благодаря сокращению шага обмотки,Основным преимуществом предлагаемой обмотки перед известными обмотками на 1, 2 и 3 пары полюсов, предназначенными для приводое остонной мощнос, является простота схемы управления, которая характеризуется минимальным числом пао контактов,Формула изобретения Трехфазная полюсопереключающаяся обмотка на 1, 2 и 4 пары полюсов, двухслойная, трехзонная, состоящая из одинаковых равномерно распределенных катушек, входящих в 12 катушечных групп по 3 рядом лежащих последовательно согласно включенных катушек и соединенных в 12 одинаковых частей с номерами А 1, А 2, АЗ, А 4, 81, 82, 83, 84, С 1, С 2, СЗ, С 4 с выводами от их начал и концов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения управления числом пар полюсов, катушечная группа с номером 1 включена в часть А 1, катушечная группа с номером 10 включена в часть А 2, катушечная группа с номером 4 включена в часть АЗ, катушечная группа с номером 7 включена е часть А 4, катушечная группа с номером 5 включена в часть 81, катушечная группа с номером 2 включена в часть 82, катушечная группа с номером 8 включена в часть ВЗ, катушечная группа с номером 11 включена в часть 84, катушечная группа.с номером 9 включена в часть С 1, катушечная группа с номером б включена в часть С 2, катушечная группа с номером 12 включена в часть СЗ, катушечная группа с номером 3 включена в часть С 4, обмотка снабжена четырьмя переключателями, первый из которых двухполюсный с двумя группами выводов первый и второй) с тремя выводами в каждой группе - первым крайним, средним и вторым крайним с возможностью замыкания цепи между средним и первым крайним или средним и вторым крайним выводами, второй, третий и четвертый переключатели трехполюсные, имеют по три группы выводов - первую, вторую и третью, с тремя выводами в каждой группе первым крайним, средним 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 и вторым крайним, с возможностью замыкания цепи между средним и первым крайним или между средним и вторым крайним выводами, причем начало части А 1 соединено с внешним выводом А, начало частей 81 и С 1 соединены с первым и вторым средними выесдами первого переключателя соответственно, кснцы частей А 1, 81, С 1 соединены с первыми крайними выводами первой, второй и третьей групп второго переключателя соответственно, начала частей А 2, 82, С 2 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами второго переключателя соответственно, а их концы - с первым,; крайними выводами первой, второй и третьей групп третьего переключателя соответственно, начала частей АЗ, 83. СЗ соединены с первым, вторым и третьим средними выводами третьего переключателя соответственно, а их концы - с первыми крайними выводами первой, второй и третьей групп четвертого переключателя соответственно, начала частей А 4, 84, С 4 соединены с первым, вторым и третьим соедними выводами четвертого переключателя соответственно, а их концы соединены вместе, переключатели снабжены перемычками, соединяющими первый и второй соедние выводы первого переключателя с внешними выводами 8 и С ссответстеенно, первый крайний вывод первой группы первого переключателя с вторым крайним второй группы и второй крайний первой группы с вторым крайним выводом второй группы того же переключателя, первый крайний вывод первой группы второго переключателя - с вторым крайним второй группы, первый коайний вывод второй группы - с вторым крайнми выводом третьей группы и первый крайний вывод третьей группы - с вторым крайним выводом первой группы того же переключателя, вторые крайние выводы.первой группы третьего и четвертого переключателей - с первыми крайними выводами второй группы, вторые крайние еь,:воды второй группы - с первыми крайними выводами третьей группы и вторые крайние выводы третьей группы - с первыми коайними выводами первой группы третьего и четвертого переключателей соответственно, где Я - натуральное число,1700701 ЯТа бли ца 1 Номера частей и катушечных групп, входящих в состав фаз фаза т Р, = 1 Р = 2 Рз = 4 Части А 1,А 2,АЗ,А 4 КГ 1, 10, 4, 7) Части 81,82,83,84 КГ 5, 2, 8, 11) Части С 1,С 2,СЗ,С 4(КГ 910, 12, 11) Та блица 2 Известная обмотка; Наименование па- раметра 1 Ра=2РрвЬ36 369 4,55 Р= 2 248 60 60 120 120 120 г 0,966 0,866 0,766 0,985 0 735 О 831 О 6530,480 0,831 0,96 0,831 0,956 О, 423 о,4 о 4 0,5940,240 0,96 0,958 0,866 0,829 0,7567 0,6275 2 51 0,866 0,866 0,750 0,9656 0,724 0,724 0,83650,8660,7241,00,7244О, 724 Нет Барабанный переключатель (38 пар контактов) 5 переключ. + 1 вцключ.Число выводов на схему управления Число пазов 36 Полюсное деление 18 Шаг обмотки 5 Структура активного слоя:число фаз н.зон 6ширина фазн.зо-,ны, ,эл.град. 60 Схема соединения фаз Уг Обмоточные коэффициенты".КрКутКоР8 УдаксифР%Наличие высших гармоник ИДСАппаратура управ" ления Нет Имеются Нет Имеются Имеются1 Р цп 1М щ Ер:4. . , .Р= 1Р-.- 2Р- --сЧисло пазов 24 Полюсное деление Шаг обмотки 8 Структура активного слоя:число фаз н.зон ширина фазн.зо- ны, ,эл.град, 120 Схема соединения фаз У Обмо".очные козффициенты;КчКуК рВ 8 ;ифр 4. 2463 120 120 120 0,822 0,866 0,718 0,182 0,730 0.844 0,866 1,0 0,731 О, 731 0836 0,866 0,.724 О, "О-;0,36 0,730 О,. 82 0,383 0 1 0,6 Я 0,211 0,844 0,836 0,707 0,591 0,713 0,422 0,844 0,8441,00,8441,008440,844 Имеются Имеются Имеются Имеются Имеются Нет Барабанйый переключательНаименование пара метра Наличие высших гармоник ИДСАппаратура управления Число выводов на схему управления Известная обмотка 10Продолжение табл. 2 Предлагаемая обмотка 4 переключателя8 Составитель А.КецарисТехред М. Моргентал Корректор М.МаксимишинецРедактор М.Блана роизвоаственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 заказ 445- "ЯД "г Тираж ПосУдарственного комитета Оо изобретениЯм113035, Москва, Ж, Раушскал наб исноеоткрытиям при ГКНТ СС4/5