PL104340B1 - Zmiennobiegunowe trojfazowe uzwojenie dwubiegowej maszyny elektrycznej pradu przemiennego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zmiennobiegunowe trójfazowe uziwojenie dwubie¬ gowej maszyny elektrycznej pradu przemiennego o dowolnym stosunku liczby par biegunów pola magnetycznego.

Stan techniki. W znanych dotychczas konstruk¬ cjach dwuwarstwowych uzwojen twarników je- dnouzwojeniowych wi*eilobieigowych maszyn elek¬ trycznych pradu przemiennego o skojarzonych w trójkat badz w gwiazde uzwojeniach zasilanych napieciem trójfazowym, uzwojenie kazdej faizy dzielone bylo na dwie, trzy lub cztery sekcje, la¬ czone ze soba w rózny sposób.

Znane dotychczas z angielskien opisów paten¬ towych a zawlaszcza z opisu nr 988 726, zmiennobie¬ gunowe uzwojenia dwiubiegowych maszyn elek¬ trycznych, o grupach odpowiadajacych, uzwoje¬ niom fazowym, dzielonych na dwie jednatawe sekcje, skladaly sie z zezwoijów rozmieszczonych rójwnomiernie na obwddizie, polaczonych szerego¬ wo i tworzacych obwód zamkniety, przy czym uzwojenie maszyny podzielone bylo na szesc je¬ dnakowych sekcji a kaizda grupa uzwojenia za¬ wierala . dwie sekcje polaczone szeregowo. Uzwo¬ jenie posiadalo równiez szesc zacisków zasilaja¬ cych wyprowadzonych z miejsc polaczen poszcze¬ gólnych sekcji i przylaczonych do skrzyni zacisko¬ wej maszyny.

Przez przylaczenie trójfazowego napiecia prze¬ miennego do trzech glównych zacisków zasilaja- cych maszyny, przy szeregowym polaczeniu sekcji kazdej fazy, otrzymywano grupy uzwojeoria sko¬ jarzone w trójkat, wytwarzajace 3Pi biegunowe pole magnetyczne, gidztie p± oznacza liczbe par bie¬ gunów, któremu odpowiadala mniejsza predkosc obrotowa maszyny. Zmiana punktów zasilania u- zwojemia maszyny przy jednoczesnym zwarciu aa- oisków zasilamych poprzednio, stwarzala nowy u- fclad polaczen, w którym sekcje uzwojenia kazdej fazy laczone byly równolegle i tworzyly grupy uzwojenia o dwóch skojarzonych w gwiazde ob¬ wodach równoleglych, wytwarzajace 2p, bieguno¬ we pole magnetyczne opowiadajace wiekszej pred¬ kosci obrotowej maszyny.

Inne znane, przedstawione w bulgarskim opisie patentowym nr 13 219, uzwojenie dwoLbdegowych maszyn elektrycznych posiadajacych uziwojenie trójfazowe, o grupach odpowiadajacych równiez uzwojeniom fazowym, dzielonych na trzy sekcje skladajace sie z jednakowej liczby zeziwojów rów¬ nomiernie rozlozonych na obwodzie tworniika, po¬ laczonych szeregowo, tworzacych obwód zamknie¬ ty i podzielonych na dziewiec jednakowych sekcja, przy szeregowym polaczeniu trzech sekcji zawar¬ tych w kazdej fazie uzwojenia, posiadajacego dziewiec zacisków zasilajacych wyprowadzonych z miejsc szeregowych polaczen poszczególnych sekcji i wprowadzonych do skrzynki zaciskowej maszyny.

Doprowadzenie trójfazowego napiecia przemien- 104340104340 a 4 nego do odpowiednich zacisków grup uzwojenia, przy szeregowym polaczeniu sekcji kazdej grupy, tworzylo skojarzone w trójkat grupy uzwojenia, wytwarzajace 2p4 biegunowe pole magnetyczne o wiekszej liczbie biegunów, odpowiadajace mniej¬ szej predkosci obrotowej maszyny. Zwarcie ze soba zacisków odpowiadajacych sobie sekcji gór¬ nych, srodkowych i dolnych oraz doprowadzenie do nich trójfazowego napiecia przemiennego two¬ rzylo grupe uzwojenia odpowiadajaca uzwojeniu fazowemu, którego kazda faza zawierala trzy, równolegle polaczone ze soba sekcje, tworzace skojarzone w trójkat grupy, wytwarzajace 2p2 bLagunowe pole magnetyczne o mniejszej liczbie biegunów i wiekszej predkosci oibrotowej maszy¬ ny.

; Zinane równiez, zawarte w polskim zgloszeniu jur P. 102356, zmietoanobiegunowe uzwojenie dwu- biegowych maszyn elektrycznych zaopatrzonych w uzwojenie trójfazowe o równomiernie rozlozonych na obwodzie tjwornika zezwojach, podzielonych na dziesiec sekcji polaczonych ze soba szeregowo i tworzacych obwód zamkniety, posiadajacych dzie¬ wiec zacisków zasilajacych, wyprowadzonych z miejsc podzialu uzwojenia na sekcje, polaczonych z zaciskami umieszczonymi w skrzynce zaciskowej maszyny.

Kazda grupa uzwojenia odpowiadajaca fazie zawierala dwie sekcje skrajne o pojedynczej licz¬ bie zezwojów oraz jedna sekcje srodkowa o pod¬ wójnej liczbie zezwojów* Przylaczenie trójfazowego napiecia przemien¬ nego do trzech glównych zacisków zasilajacych maszyny powodowalo skojatrzenie grup uzwojenia w trójkat i przy szeregowym polaczeniu sekcji kazdej grupy uzwojenia wytwarzalo 2pt biegu¬ nowe pole magnetyczne o wiekszej liczbie par pt biegunów odpowiadajace mniejszej predkosci obro¬ towej maszyny. Zmiana punktów zasilania, przy rójWinoczesnyim zwarciu ze soba wyprowadzen po¬ miedzy v sekcjami górnymi i srodkowymi oraz srodteoiwymi i dolnymi sasiednich grup uzwojenia powodowala skojarzenie grup uzwojenia w trój¬ kat. W tym ukladzie polaczen uzwojenie wyt/wa- rzalo 2p2 biegunowe pole magnetyczne o mniejszej liczbie p2 par biegunów, odpowiadajace wiekszej predkosci obrotowej.

Jeszcze inne znane, opublikowane w „RROOE- DLNGS JEE" nir 9l/ll0i63, stir. 1649-^1(6156, rozwiaza¬ nie konstrukcyjne zmiennobiegunowych uzwojen trójfazowych, w których uzwojenie maszyny skla¬ dalo sie z jednakowych i równomiernie rozmie¬ szczonych na obwodzie twornika zezwojów po¬ dzielone bylo na trzy jednakowe grupy uzwoje¬ nia, z których kazda skladala sie z czterech po¬ laczonych posobnie i zawierajacych jednakowe ilosci zezwojów sekcji — dwóch górnych oraz dwóch dolnych.

Uzwojenie to posiadalo pietnascie zacisków za¬ silajacych, z których trzy doprowadzone byly do poczatków grup, trzy do, ich konców a pozosta¬ lych dziewiec do punktów polaczenia sekcji ze soba.

W przypadku zwartych konców grup uzwojenia otrzymywalo sie skojarzenie w gwiazde, nato¬ miast przez polaczenie konca jednej grupy z po¬ czatkiem grupy nastepnej skojarzenie grup uzwo¬ jenia w trójkat.

Doprowadzenie trójfazowego napiecia przemien- s nego, do poczatków grup uzwojenia powodowalo wytworzenie 2px biegunowego pola magnetycznego o wiekszej liczbie p* par biegunów odpowiadaja¬ cej mniejszej predkosci obrotowej, natomiast przy¬ laczenie zasilania do innych zacisków, polegajace na doprowadzeniu trójfazowego napiecia prze¬ miennego do zacisków szeregowo polaczenia sek¬ cji górnych przy jednoczesnie zwartych ze soba poczatkach grup oraz zaciskach polaczenia sekcji górnych z dolnymi kazdej grupy i parami zwar¬ tych ze soba zaciskach polaczeniia sekcji górnych z zaciskami polaczenia sekcji dolnych tych sa¬ mych grup uzwojenia powodowalo wytworzenie 2p2 biegunowego pola magnetycznego, o mniejszej p2 liczbie par biegunów i odpowiadajacej jej wiekszej predkosci obrotowej maszyny. W ukla¬ dzie tym kazda grupe uzwojenia stanowily cztery równolegle polaczone ze soba sekcje nalezace do tych samych grup uzwojenia.

Istota wynalazku. Celem wynalazku jest polep¬ szenie parametrów uzwojenia a w szczególnosci powiekszenie wspólczynnika grupy oraz poprawa ksztaltu krzywej pola magnetycznego jednouzwo- jeniowej d/wuibiegowej trójfazowej maszyny pradu przemiennego o dowolnie wybranym stosunku liczb par Pi/pf jej biegunów.

Wytyczony cel zrealizwano przez podzielenie uzwojenia w znany sposób na trzy jednakowe gru¬ py odpowiadajace uzwojeniom fazowym, sklada¬ jace sie z sekcji o jednakowej ilosci zezwojów, z mozliwoscia okreslonego laczenia sekcji zezwo¬ jów tak, ze dla wiekszej liczby r^ par biegunów pola magnetycznego, odpowiadajacej mniejszej predkosci obrotowej, kazdy zezwój sekcji jednej grupy ma odpowiadajacy mu zezwój takiej sa¬ mej sekcji nalezacej do pozostalych dwóch grup uzwojenia, przesiuiniety o kat elektryczny 120°, natomiast dla mniejszej liczby P2 par biegunów pola magnetycznego warunkujacej wieksza pred¬ kosc obrotowa kazdy zezwój sekcji górnych pierw¬ szych pólgrup uzwojenia ma odpowiadajacy mu i bedacy z nim w fazie zezwój nalezacy do sekcji dolnych odpowiednich pólgrup uzwojenia, kazdy zezwój sekcji górnych pierwszej pólgrupy uzwo¬ jenia ma odpowiadajacy mu i przesuniety o kat elektryczny 120° zezwój nalezacy do sekcji gór¬ nych dwóch pozostalych pólgrup uzwojenia, kaz¬ dy zezwój sekcji dolnych drugiej pólgrupy uzwo¬ jenia ma odpowiadajacy mu i przesuniety o kat elektryczny 1)20° zezwój nalezacy do sekcji dol¬ nych dwóch pozostalych pólgrup uzwojenia, po¬ laczone w ten sposób uzwojenie tworzy poczwórna gwiazde, przy czym sekcje górne oraz sekcje dolne kazdej z grup uzwojenia sa przesuniete wzgledem siebie parami o kat elektryczny równy 180°.

Uzwojenie wedlug wynalazku stanowi 12 lub wielokrotnosc 12^tu polaczonych ze soba zezwojów.

Objasnienie figur rysunku. Przedmiot wynalaz¬ ku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 — przedstawia schemat polaczenia uzwojenia zmiennobiegunowego dla 40 45 50 55 60104340 & wiekszej liczby pt par biegunów pola magnetycz¬ nego odpowiadajacej mniejszej predkosci obroto¬ wej maszyny, fig. 2 — schemat polaczenia uzwoje¬ nia zmiennobiegunowego przelaczonego dla mniej¬ szej liczby p2 par biegunów poda odpowiadajacej wiekszj predkosci obrotowej a fig. 3 — sche¬ mat polaczenia uzwojnia zmiennobiegunowego dila liczby zlobków twornika równej 36 i mniejszej liczby par biegunów poda magnetycznego p*=2 oraz wiekszej Pi*=5.

Przyklad realizacji wynalazku. Zimiennobieguno- we trójfazowe uzwojenie dwubiegowej maszyny elektrycznej pradu przemiennego wedlug wyna¬ lazku z rozlozonymi równomiernie na obwodzie twornika zezwojami, podzielone jest w znany spo^ sób na trzy jednakowe grupy odpowiadajace u- zwojeniofm fazowym, z których kazda zawiera cztery, o jednakowej ilosci zezwojów sekcje po¬ laczone ze soba szeregowo i tworzace obwód zamkniety.

Uzwojenie zawiera lacznie pietnascie zacisków zasilajacych usytuowanych na poczatkach i kon¬ cach poszczególnych -grup a tajeze w miejscach posobnego laczenia sekcji, z których do skrzynki zaciskowej maszyny doprowadzone sa zaciski po¬ czatków grup vi, v2, v3 oraz polaczen pomiedzy sekcjaima v4^-vl2, zas konce grup 'vj£*$ vl4 i v!5 zwairte ze spba wewnatrz masizyny tworza skoja¬ rzenie grup uzwojen w gwiazde, natomiast pola¬ czenie konca jednej grupy z poczajtkiem grupy nastepnej to jest vi z vl4, v2 z vl6 oraz v3 z v!3 tworzy skojarzenie grup uzwojenia w trójkat.

Doprowadzenie trójfazowego napiecia przemien- ngo R, S, T .do poczajtków grup uzwojenia z za¬ ciskami zasilajacymi vi, v2, v3 uzwojenia maszy¬ ny przy wolnych zaciskach v4—vl2 powoduje sko¬ jarzenie grup uzwojenia w trójkat lub w gwiazde, przy czym szeregowo polaczone ze soba sekcje Al, A2, A3 i A4 stanowia gruipe A, szeregowo po¬ laczone sekcje zezwojów BI, B2, B3 i B4 tworza grupe B zas sekcje Cl, C2, C3 i C4 odpowiednio grupe C.

Tak polaczone zmiennobiegunowe uzwojenie dwubiegowej jednouzwojeniiowej maszyny, sklada¬ jace sie z 12 lub wielokrotnosci 12-tu zezwojów, wytwarza 2Pi biegunowe pole magnetyczne o wiek¬ szej pi liczbie par biegunów, odpowiadajace mniej¬ szej predkosci obrotowej maszyny, natomiast zmia¬ na punktów zasilania polegajaca na doprowadze¬ niu trójfazowego napiecia zasilajacego R, S, T do innych zacisków to jest v4, v5 i v6 usytuowanych w skirzynce zaciskowej, przy jednoozestnie zwar¬ tych ze soba zacisków v4 z vl£, y5 z vl0 i v6 v vii a takze vi z v2 i V3, v7 z v8 i v9 oraz vi z vl4, v2 z. vl5 i v3 z vl3 powoduje zawsze skoja¬ rzenie grup uzwojen w gwiazde, przy czym kazda grupa uzwojenia sklada sie z czterch, o jednako¬ we ilosci zezwojów, równolegle polaczonych ze soba sekcji.

W tyim ukladzie poszczególne grupy uzwojenia odpowiadajace fazom tworza równolegle pola¬ czone ze soba sekcje i tak: grupe A — stanowia dwie sekcje górne Al i A2 pierwszej póigrupy A oraz dwie sek¬ cje dolne C3 i C4 drugiej póigrupy A uzwojenia, grupe B — tworza dwie sekcje górne BI i B2 pierwszej pólgirupy B oraz dwie sefc- b cje doJsie A3 i A4 drugiej póigrupy B, grupa C — sklada sie z dwóch sekcji górnych Cl i C2 pierwszej póigrupy C oraz dwóch sekcji dolnych B3 i B4 drugiej pói¬ grupy C uzwojenia.

Uzwojenie zmienoobiegunowe w tym ukladzie po¬ laczen wytwarza A>2 biegunowe pode magnetyczne o mniejszej liczbie p2 par biegunów odpowiadaja¬ cej wiejkszj predkosci obrotowej, przy czym kazdy zezwoj sekcji górnych jednej pólgnupy uzwojenia ma odpowiadajacy miu i przesuniety o kat elek¬ tryczny 120° zezwój nalezacy do sekcji górnych pozostalych dwóch pólgnup uzwojenia, kazdy zez¬ wój sekcji dolnych jednej pólgrupy uzwojenia równiez ma odpowiadajacy mu i przesuniety o kat elektryczny li20° zezwój nalezacy do sekcji dol¬ nych pozostalych dwóch pólgrup uzwojenia, po¬ laczone w ten sposób uzwojenie tworzy poczwórna gwiazde, natomiast sekcje górne oraz dolne kaz¬ dej z trzech grup uzwojenia sa przesuniete wzgle¬ dem siebie parami o kat elektryczny równy 180°.

Zjniennobiegunowe uzwojenie wytwarzajace 3Pi biegunowe póle magnetyczne o wiekszej liczbie Pi par biegunów warunkujacej mniejsza predkosc obrotowa maszyny, skojarzone w gwiazde bad* w trójkat wyróznia sie tym, ze kazdy zezwój sek¬ cji jednej grupy uzwojenia ma odpowiadajacy mu zezwój takiej samej sekcji nalezacej do dwóch pozostalych grup uzwojenia, przesuniejty o kat elektryczny 130°.

Doboru zezwojów do poszczególnych sekcji u- zwojemia dokonuje sie na podstawie gwiazdy na¬ piec zlobkowych lub ustala sie analitycznie.

Przedstawione na schemacie polaczen w przy¬ kladzie wykonania zmiennobiegunowe uzwojenie maszyny dwuibiegowej opracowano dla liczby zlob¬ ków twornika równej 36, mniejszej liczby par biegunów p2=2 i wiekszej Pi=5.

Dwuwarstwowe uzwojenie podzielono na trzy grupy A, B, C stanowiace fazy uzwojenia zesta¬ wione w trzech kolumnach, z których kazda sklada sie z czterech, o jednakowej ilosci zezwojów sek¬ cji, polaczonych ze soba szeregowo, przy skoja¬ rzeniu grup uzwojenia w trójkat. Ltitery P ozna¬ czaja poczatki wszystkich zezwojów, natbmiast o- znaczenia liczbowe od 1 do 36 umieszczone pp le¬ wej stronie zezwojów okreslaja numery zezwojów odpowiadajace numerotm zlobków maszyny, w któ¬ rych leza górne boki zezwojów.

Skutki techniczne wynalazku. Bedace przedmio¬ tem wynalazku zmiennobiegunowe trójfazowe uz¬ wojenie dwubiegowej, jednouzwojeniowej maszyny elektrycznej pradu przemiennego podzielone na grupy odpowiadajace fazom uzwojenia oraz sekcje skladajace sie z jednakowej ilosci zezwojów ma mozliwosc, przy zastosowaniu prostego znanego urzadzenia sterujaco-przelaczajacego, zmieniajace¬ go punkty zasilania oraz zwierajacego okreslone zaciski, uzyskania dwóch predkosci obrotowych, mniejszej — odpowiadajacej wiekszej liczbie px par biegunów pola magnetycznego oraz wiekszej ao 29 40 45 50 55 60104340 s predkosci obrotowej odpowiadajacej mniejszej liczbie p2 par biegunów.

Uzwojenie wedlug wynalazku zastosowane w dwubiegowej maszynie pradu przemiennego umo¬ zliwia zmniejszenie fazowej strefy uzwojemiia a tym samym powieksza wspólczynnik grupowy u- zwojenia o okolo 3S*/*, co pozwala na znaczne zwiekszenie mocy znamionowej maszyny. sekcji górnych (BI, B2) pierwszej póligruipy (Jl) oraz sek¬ cji górnych (Cl, C2) pierwszej pólgrupy (C) ma odpowiadajacy mu i bedacy z niim w fazie zez¬ wój nalezacy do sekcji dolnych (C3, C4) drugiej póligrupy (A)4 sekcji dolnych (A3, A4) drugiej pól- grupy (B) oraz sekcji dolnych (B3, B4) drugiej pól¬ grupy (C), kazdy zezwój sekcji górnych (Al, A2) pierwszej pólgrupy (A) ma odpowiadajacy mu i przesuniety o kat elektryczny 120° zezwój na- lezacy do sekcji górnych (BI, B2) pierwszej pól- grupy (B) oraz sekcji górnych (Cl, C2) pierwszej pISlgrupy (O, kazdy zezwój sekcja dojnych (C3, C4) drugiej póligrupy (A) ma odpowiadajacy mu i prze¬ suniety o kat elektryczny 120° zezwój nalezacy ^5 do sekcji dolnych (A3, A4) oraz (B3, B4) pozosta¬ lych pólgrup uzwojenia (B albo C), tak polaczone uzwojenie tworzy poczwórna gwiazde a sekcje górne (Al, A2) oraz sekcje dolne (C3, C4) obu pól- gruip (A), sekcje górne (BI, B2) oraz sekcje dolne (A3, A4) obu póligrup (B) i sekcje górne (Cl, C2) oraz sekcje dolne (B3, B4) obu pólgrup (C) sa przesuniete wzgledem siebie parami o kat elek¬ tryczny równy 180°.104340 Fig.1.

Fig.2-104340 v4. v7^T 16L 17- 2?t vKk v2c^ v3d— 7P_J | 16P_ v5j vft v11^- 22^ 23, 33 v60| v90J 29^ v120- Fjg.3 Drukarnia Narodowa Zaklad Nr 6, zam. 527/79 Cena 45 zl

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe (Zimiennobieguinowe trójfazowe uzwojenie dwu¬ biegowej maszyny elektirycznej pra/iu przemien¬ nego o jednakowych zezwojach równomiernie roz¬ lozonych na obwodzie twornika polaczonych sze¬ regowo w trzech, skojarzonych w trójkat lub zwiazde, jednakowych gruipach uzwojenia, z któ rych kazda sklada sie z czterech o jednakowej ilos¬ ci zezwojów polaczonych posobnie sekcji — dwóch górnych i dwóch dolnych, posiadajace 12 zacis¬ ków zasilajacych, z których trzy sa doprowadzone do poczatków kazdej grupy uzwojenia a pozostale, do miejsc posobnego polaczenia sekcji, sterowa¬ ne znanym urzadzeniem przelajczajajcym, zmienia¬ jacym punkty zasilania oraz zwierajacym okres¬ lone zaciski, zasilajace, przy pomocy którego u- zyskuje sie dwie predkosci obrotowe maszyny, mniejsza odpowaidajaoa wiekszej liczbie pt par biegunów pola magnetycznego oraz wieksza pred¬ kosc obrotowa, odpowiadajaca mniejszej liczbie pt par biegunów pola magnetycznego, znamienne tym, ze stanowi je li2 lub wielokrotnosc 12 zezwojów polaczonych w ten sposób, ze kazdy zezwój sekcji (Al, A2, A3, A4) grupy pierwszej (A) ma odpowia¬ dajacy mu zezwój takiej samej skcji (BI, B2, B3, B4 i Cl, C2, C3, C4) nalezacy do pozostalych dwóch grujp uzwojenia (B albo C) przesuniety o kat el-ek- 5 trycany 120° dla wiekszej liczby pj par biegunów pola magnetycznego warunkujacej mniejsza pred¬ kosc obrotowa, przy czym dla mniejszej liczby pj par biegunów pola magnetycznego warunkujacej wieksza predkosc obrotowa kazdy zezwój sekcji w górnych (Al, A2) pierwszej pólgrupy (A)*