Opis patentowy opublikowano: 30.11.1983 Twórcywynalazku: Jan Zawilak, Andrzej Kordecki Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Wroclawska, Wroclaw (Polska) Silnik trójfazowy o trzech predkosciach obrotowych Wynalazek dotyczy silnika trójfazowego o trzech predkosciach obrotowych, regulowanych zmiana liczby par biegunów pola magnetycznego, znajdujacego zastosowanie do napedu urzadzen przemyslowych, a zwlaszcza obrabiarek, suwnic, dzwigów, pomp, wentylatorów i wirówek.Z artykulu pt. „Three-speedsingle-winding sauirrel cage iduction motors", opublikowanego w czasopismie Prociding IEE, vol. 110, 5/1963, s. 916, znany jest indukcyjny silnik trójfazowy o trzech predkosciach obrotowych, uzyskiwanych przez przelaczanie uzwojenia twornika. Uzwoje¬ nie to sklada sie z jednakowych zezwojów dwuwarstwowych, równomiernie rozlozonych na obwodzie twornika i podzielonych na trzy jednakowe grupy. Kazda grupa zezwojów jest podzie¬ lona na cztery jednakowe sekcje, polaczone ze soba posobnie. Poczatki i konce wszystkich grup uzwojenia oraz punkty polaczen poszczególnych sekcji ze soba sa wyprowadzone na zewnatrz silnika, tworzac zaciski, laczy sie ze soba w sposób warunkujacy uzyskanie zadanej predkosci obrotowej silnika. Najwieksza liczbe par biegunów pola magnetycznego, warunkujaca najmniejsza predkosc obrotowa silnika, uzyskuje sie przez zasilenie poczatków wszystkich grup uzwojenia i zwarciu ze soba konców wszystkich grup uzwojenia. Posrednia liczbe parbiegunów pola magnety¬ cznego, warunkujaca posrednia predkosc obrotowa, uzyskuje sie przez zasilenie poczatków trze¬ cich sekcji grup uzwojenia, zwarciu poczatków wszystkich grup ze soba i zwarciu konców wszystkich grup uzwojenia ze soba. Najmniejsza liczbe par biegunów pola magnetycznego, warun¬ kujaca najwieksza predkosc obrotowa, uzyskuje sie przez zasilenie poczatków drugich i czwartych sekcji grup uzwojenia oraz zwarciu poczatków trzecich sekcji wszystkich grup ze soba, zwarciu konców wszystkich grup ze soba oraz zwarciu poczatków wszystkich grup ze soba.W znanym silniku, w polaczeniu warunkujacym najwieksza predkosc obrotowa, w kazdej grupie uzwojenia sekcje zezwojów sa polaczone ze soba równolegle, tworzac cztery obwody. Ze wzgledu na symetrie elektryczna uzwojenia, liczba obwodów równoleglych warunkuje najmniejsza liczbe par biegunów p^2. Przy czestotliwosci pradów zasilajacych równej 50Hz, silnik taki uzy¬ skuje predkosc obrotowa co najwyzej równa 1500 obrotów na minute.Istota wynalazku polega na zmianie konfiguracji uzwojenia znanego silnika trójfazowego o trzech predkosciach obrotowych, dla uzyskania najwiekszej predkosci obrotowej. W silniku wed¬ lug wynalazku uzwojenia twornika dla uzyskania najwiekszej predkosci obrotowej ma poczatki drugich sekcji grup uzwojenia polaczone z trójfazowych zródel zasilania, poczatki czwartych sekcji2 121 646 wszystkich grup sa zwarte ze soba, natomiast w kazdej grupie zezwojów poczatek pierwszej sekcji jest zwarty z koncem czwartej sekcji. Dzieki temu sekcje w kazdej grupie uzwojenia tworza dwa obwody polaczone ze soba równolegle. Jeden obwód stanowi sekcja druga polaczona szeregowo z sekcja trzecia, a druga obwód-sekcja pierwsza polaczona szeregowo z sekcja czwarta. Cale uzwoje¬ nie twornika jest skojarzone w gwiazde.Silnik wedlug wynalazku, zasilany pradem o czestotliwosci 50Hz, uzyskuje maksymalna predkosc obrotowa, wieksza od predkosci silnika znanego. Polaczenie uzwojenia zachowuje pelna symetrie elektryczna, charakteryzuje sie korzystniejszymi parametrami w stosunku do rozwiazan znanych, a zwlaszcza wyzszymi wspólczynnikami grupy oraz mniejsza zawartoscia harmonicznych w przestrzennym rozkladzie pola magnetycznego.Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy uzwojenia silnika trójfazowego, skladajacego sie z 36 zezwojów, fig. 2 — schemat ideowy uzwojenia w polaczeniu odpowiadajacym najmniejszej predkosci obrotowej silnika, fig. 3 — schemat ideowy uzwojenia w polaczeniu odpowiadajacym posredniej predkosci obrotowej silnika, a fig. 4 — schemat ideowy uzwojenia w polaczeniu odpowiadajacym maksymal¬ nej predkosci obrotowej silnika.Przykladowy, asynchroniczny silnik trójfazowy o trzech predkosciach obrotowych jest wypo¬ sazony w uzwojenie skladajace sie z 36 jednakowych zezwojów od Wi do W36 rozlozonych symetrycznie na obwodzie twornika. Uzwojenie jest podzielone na trzy jednakowe grupy A, B, C, a kazda z grup sklada sie z czterech jednakowych sekcji 1, 2, 3, 4, polaczonych ze soba szeregowo.Dobór zezwojów do poszczególnych grup i sekcji uzwojenia ilustruje ponizsza tabela. Poczatki i konce uzwojen wszystkich grup A, B, C oraz punkty polaczen poszczególnych sekcji 1, 2, 3, 4 wszystkich grup A, B, C sa wyprowadzane na zewnatrz silnika i dolaczone do zacisków tabliczki zaciskowej. Przelaczanie uzwojenia odbywa sie albo poprzez laczenie zacisków na tabliczce albo za pomoca przelacznika trójpolozeniowego.Oznaczenie grupy zezwojów A B C Numer sekcji w grupie 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Numery zezwojów W 10, 11, 12 28, 29, 30 19, 20, 21 1, 2, 3 34, 35, 36 16, 17, 18 7, 8, 9 25, 26, 27 22, 23, 24 4, 5, 6 31, 32, 33 13, 14, 15 Dla najmniejszej predkosci obrotowej silnika konce wszystkich grup A, B, C zezwojów sa zwane ze soba, natomiast trójfazowe napiecie zasilania R, S, T o czestotliwosci 50Hz jest doprowa¬ dzony do poczatków grup A, B, C zezwojów. Sekcje 1,2,3,4 w kazdej grupie A, B, C sa polaczone ze soba szeregowo, a grupy A, B, C zezwojów sa skojarzone w gwiazde. Odpowiada to utworzeniu czterech par biegunów pola magnetycznego, warunkujacych uzyskanie predkosci obrotowej sil¬ nika równej 750 obr/min. Dla posredniej predkosci obrotowej silnika, poczatki grup A, B, C zezwojów sa polaczone ze soba, konce grup A, B, C zezwojów sa takze polaczone ze soba, natomiast zasilajace napiecie R, S, T jest doprowadzone do punktów polaczen drugich sekcji 2 z trzecimi sekcjami 3 zezwojów. W kazdej grupie A, B, C zezwojów sa utworzone wówczas dwa obwody121646 3 równolegle, przy czym jeden z nich stanowi pierwsza sekcja 1 polaczona szeregowo z druga sekcja 2, a drugi — trzecia sekcja 3 polaczona szeregowo z czwarta sekcja 4. Odpowiada to utworzeniu dwóch par biegunów pola magnetycznego, warunkujacych uzyskanie predkosci obrotowej silnika równej 1500 obr/min. Dla najwiekszej predkosci obrotowej silnika, w kazdej grupie A, B, C zezwojów poczatek pierwszej sekcji 1 jest polaczony z koncem czwartej sekcji 4, poczatki czwartych sekcji 4 wszystkich grup A, B, C sa polaczone ze soba, natomiast zasilajace napiecie R, S, T jest doprowadzone do poczatków drugich sekcji 2 grup A, B, C. W kazdej grupie A, B, C zezwojów sa utworzone dzieki temu dwa obwody równolegle, przy czym jeden z nich stanowi szeregowe polaczenie drugiej sekcji 2 z trzecia sekcja 3, a drugi — szeregowo polaczenie pierwszej sekcji 1 z czwarta sekcja 4. Odpowiada to utworzeniu jednej pary biegunów pola magnetycznego, warunku¬ jacej predkosc obrotowa silnika równa 3000 obr/min. PL