RU1771046C

RU1771046C - Three-phase pole-switchable two-layer winding for three numbers of pairs of poles

Info

Publication number: RU1771046C
Application number: SU904833146A
Authority: RU
Inventors: Хуршид Газиевич Каримов; Юрий Александрович Тупогуз
Original assignee: Ташкентский Политехнический Институт Им.А.Р.Бируни
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Использование: электродвигатели асинхронные многоскоростные в системе электропривода , Сущность изобретени , двухслойна обмотка на три числа пар полюсов , состо ща из равновитковых катушек одинакового шага, кажда фаза которой состоит из четырех одинаковых частей, соеди- ненных между собой согласно, в последовательности 1, 3, 2, 4 1 илUsage: asynchronous multi-speed electric motors in an electric drive system, Summary of the invention, two-layer winding for three numbers of pole pairs, consisting of equal-coil coils of the same pitch, each phase of which consists of four identical parts, interconnected according to, in sequence 1, 3, 2, 4 1 silt

Description

Изобретение относитс к области электромашиностроени и может найти применение в многоскоростных асинхронных двигател х дл систем электропривода.The invention relates to the field of electrical engineering and may find application in multi-speed asynchronous motors for electric drive systems.

Известна трехфазна трехскоростна обмотка 1 с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, состо ща из 12 равномерно распределенных в 48 пазах одно- и двухслойных катушечных групп, среди которых 10- , 6- , 2- и 4- , 8- , 12- выполнены с сечением меди, соответственно, в два и четыре раза большим по сравнению с нечетными катушечными группами. Переключение частот вращени осуществл етс с помощью 9 выводов и двух однополюсных переключателей.Known three-phase three-speed winding 1 with the ratio of the number of pairs of poles 2: 3: 4, consisting of 12 uniformly distributed in 48 grooves of one- and two-layer coil groups, including 10-, 6-, 2- and 4-, 8-, 12 - made with a copper cross section, respectively, two and four times larger compared to the odd coil groups. Speed switching is accomplished using 9 pins and two single pole switches.

Недостатком этой обмотки вл етс нетехнологичность ее изготовлени из-за разного сечени проводников в катушках и чередовани однослойного и двухслойного типов укладки их в пазы, а также несинусоидальность картин намагничивающих сил.The disadvantage of this winding is the low technological quality of its manufacture due to the different cross-sections of the conductors in the coils and the alternation of single-layer and double-layer types of laying them in grooves, as well as the non-sinusoidality of the patterns of magnetizing forces.

Известна и друга трехфазна трехскоростна обмотка 2 с отношением чисел пар полюсов 4:3:2 дл числа пазов 36, однослойно-двухслойна , содержаща 12 равномерно распределенных катушечных групп, в которой начетные катушечные группы выполнены из трех, а четные - из двух концентрических разновитковых катушек. Переключение частот вращени осуществл етс с помощью 11 выводов и 7 однополюсных переключателей. Недостатком этой обмотки вл етс повышенна трудоемкость ее изготовлени из-за использовани однослойного и двухслойного типов разновитковых катушек с различным шагомAnother three-phase, three-speed winding 2 is known with a 4: 3: 2 pole pair number ratio for the number of grooves 36, a single-layer, two-layer, containing 12 uniformly distributed coil groups, in which the odd-numbered coil groups are made of three, and the even-numbered ones are made of two concentric, non-coiled coils . Speed switching is accomplished using 11 pins and 7 single pole switches. The disadvantage of this winding is the increased complexity of its manufacture due to the use of single-layer and double-layer types of multi-turn coils with different pitch

Известна также трехфазна пслюсопе- реключаема обмотка 3 двухсксростной электрической машины, кажда фаза которой состоит из трех ветвей, причем вторые и третьи ветви выполнены из одинаковых катушек, а первые ветви состо т из катушек, намотанных проводом вдвое большего сечени и имеющих половинное число витков по сравнению -с катушками вторых и третьих ветвей.Also known is a three-phase switchable winding 3 of a two-speed electric machine, each phase of which consists of three branches, the second and third branches are made of the same coils, and the first branches consist of coils wound with a wire of twice the cross section and having half the number of turns in comparison -with coils of the second and third branches.

Недостатком этой обмотки вл етс повышенна трудоемкость ее изготовлени обусловленна использованием двух типов катушек, а также то, что она обесточивает лишь две скорости вращени The disadvantage of this winding is the increased complexity of its manufacture due to the use of two types of coils, as well as the fact that it only disconnects two speeds of rotation

Наиболее близким решением к предполагаемому изобретению вл етс трехфазна полюсопереключаема обмотка двигател 4 на 1 2 и 4 пар полюсов состоfeThe closest solution to the proposed invention is a three-phase pole-switched motor winding 4 to 1 2 and 4 pairs of state poles

VI VIVI VI

О 4 ОAbout 4 about

ща из одинаковых равномерно распределенных катушек, образующих 12 катушечных групп, причем в каждую фазу обмотки включены последовательно согласно по 4 катушечных групп. Переключение частот вращени осуществл етс с помощью 15 выводов и 24 пар переключающих контактов .consisting of the same uniformly distributed coils forming 12 coil groups, with each coil phase being connected in series according to 4 coil groups. Speed switching is accomplished using 15 pins and 24 pairs of switching contacts.

Недостатком эт6Й 5Зббм.отки вл етс сложность ее конртрукции из-за большого числа выводов.The disadvantage of this 6B 5Bbm current is the complexity of its design due to the large number of conclusions.

Сущность изобретени заключаетс в том, что в трехфазной полюсопереключае- мой двухслойной обмотке на три числа пар полюсов, состо щей из 12К равномерно распределенных катушек с равными числами витков и шагами кажда фаза обмотки состоит из четырех одинаковых частей с числом катушек К и пор дковыми номерами 1, 2, 3, 4 и части каждой фазы обмотки соединены между собой согласно, в последовательности 1.3.2.4. выводы дл чисел пар полюсов кратным 4 выполнены из начал частей фаз обмотки, имеющих пор дковый номер 1, выводы дл числа пар полюсов кратным 2 выполнены из мест соединени частей 3 и 2 каждой фазы, выводы дл чисел пар полюсов кратным 1 выполнены из мест соединени частей 2 и 4 каждой фазы, причем при числе пар полюсов кратным 4 фазы обмотки соединены в треугольник, при кратном 2 соединены между собой дополнительно выводы, предназначенные дл чисел пар полюсов кратным 4, при числе пар полюсов кратным 1 соединены дополнительно выводы , предназначенные дл чисел пар полюсов кратным 4 и 2, ,2,3... натуральное число. Или, как второй вариант, при числе пар полюсов кратным 4 фазы обмотки соедин ютс в звезду, при кратном 2 соедин ютс между собой начала каждой из фаз, при кратном 1 соедин ютс между собой начала частей обмотки с пор дковым номером 2 каждой фазы.The essence of the invention lies in the fact that in a three-phase pole-switchable two-layer winding for three numbers of pole pairs, consisting of 12K uniformly distributed coils with equal numbers of turns and steps, each phase of the winding consists of four identical parts with the number of coils K and serial numbers 1 , 2, 3, 4 and parts of each phase of the winding are interconnected according to, in sequence 1.3.2.4. the conclusions for the number of pole pairs by a multiple of 4 are made from the beginning of the parts of the phases of the winding having a serial number 1, the conclusions for the number of pole pairs by a multiple of 2 are made from the junctions of parts 3 and 2 of each phase, the conclusions for the numbers of pole pairs by a multiple of 1 are made from the places of the connecting 2 and 4 of each phase, moreover, with the number of pole pairs being a multiple of 4, the phases of the winding are connected in a triangle, with a multiple of 2 additional leads are connected that are intended for the numbers of pole pairs being a multiple of 4, with the number of pole pairs being a multiple of 1, additional terminals are connected for chennye for multiple numbers of pairs of poles 4 and 2, 2.3 ... positive integer. Or, as a second option, when the number of pole pairs is a multiple of 4, the phases of the windings are connected to a star, when a multiple of 2 is connected to each other, the beginnings of each phase, when a multiple of 1 are connected to each other, the beginnings of the parts of the winding with order number 2 of each phase.

Отличительными признаками предлагаемой трехфазной полюсопереключаемой обмотки в сравнении с прототипом вл ютс : - уменьшение числа выводов с 15 до 9; - возможность выполнени обмотки, как вариантов , на основе схем трехугольник, и звезда ; -сокращение числа пар переключающих контактов с 24 до 4.Distinctive features of the proposed three-phase pole-switched winding in comparison with the prototype are: - reduction in the number of leads from 15 to 9; - the ability to perform the winding, as options, based on the schemes of a triangle, and a star; - reduction of the number of pairs of switching contacts from 24 to 4.

Эти отличительные признаки позвол ют упростить конструкцию двигател с такой обмоткой, а также упростить систему электропривода, повысить их эксплуатационную надежность и обеспечить более широкое использование их в народном хоз йстве.These distinguishing features make it possible to simplify the design of an engine with such a winding, as well as to simplify the electric drive system, increase their operational reliability and ensure their wider use in the national economy.

На чертеже представлена развернута схема трехфазной полюсопереключаемой обмотки с выводами А, В, С, D, Е. F, G, Н, I, G , Н , I , выполненной при , состо щейThe drawing shows a detailed diagram of a three-phase pole-switchable windings with leads A, B, C, D, E. F, G, H, I, G, H, I, made at

из 24 катушек, в которой в части 1 и 3 первой фазы (G-D) последовательно-согласно включены катушки с пор дковыми номерами 7, 8, 19, 20 в часть 2 этой фазы (D-A) аналогично включены катушки с пор дковыми номерами 13, 14 и в часть 4 этой фазы (A-G ) аналогично включены катушки с пор дковыми номерами 1,2, в части 1 и 3 второй фазы (H-F) последовательно-согласно включены катушки с пор дковыми номерами 15, 16, 3, 4, в часть 2 этой фазы (F-B) аналогично включены катушки с пор дковыми номерами 21, 22 и в часть 4 этой фазы (В-Н ) аналогично включены катушки с пор дковыми номерами 9 , 10, в части 1 и 3of 24 coils, in which part 1 and 3 of the first phase (GD) consistently consistently include coils with serial numbers 7, 8, 19, 20; part 2 of this phase (DA) similarly includes coils with serial numbers 13, 14 and in part 4 of this phase (AG), coils with serial numbers 1,2 are likewise included, in parts 1 and 3 of the second phase (HF), coils with serial numbers 15, 16, 3, 4 are included in series according to part 2 this phase (FB) similarly included coils with serial numbers 21, 22 and in part 4 of this phase (BH) similarly included coils with serial numbers 9, 10, in parts 1 and 3

третьей фазы (1-Е) последовательно-согласно включены катушки с пор дковыми номерами 23, 24, 11. 12, в часть 2 этой фазы (Е-С) аналогично включены катушки с пор дковыми номерами 5, бив часть 4 этой фазыthe third phase (1-E) sequentially according to included coils with serial numbers 23, 24, 11. 12, in part 2 of this phase (E-C) similarly included coils with serial numbers 5, beating part 4 of this phase

(С-Г) аналогично включены катушки с пор дковыми номерами 17, 18.(C-D) similarly connected are coils with serial numbers 17, 18.

Начала катушек с пор дковыми номерами 7, 15 и 23 подключены к выводам, соответственно , G, Н и I. а концы катушек сThe beginning of the coils with serial numbers 7, 15 and 23 are connected to the terminals, respectively, G, H and I. and the ends of the coils with

пор дковыми номерами 2, 10 и 18 подключены к выводам, соответственно, G Н и Г. Выводы D, F, E образованы из мест соединени частей 3 и 2 каждой фазы, т.е. из мест соединени катушек с пор дковымиserial numbers 2, 10 and 18 are connected to the terminals, respectively, G H and G. The terminals D, F, E are formed from the junction of parts 3 and 2 of each phase, i.e. from the junction of coils with sequence

номерами, соответственно, 20 и 13, 4 и 21 12 и 5, а выводы А, В. С образованы из мест соединени частей 2 и 4 каждой фазы. т.е. мест соединени катушек с пор дковыми номерами, соответственно, 14 и 1, 22 и 9, 6with numbers, respectively, 20 and 13, 4 and 21, 12 and 5, and terminals A, B. C are formed from the junction of parts 2 and 4 of each phase. those. places of connection of coils with serial numbers, respectively, 14 and 1, 22 and 9, 6

и.17.and. 17.

При соединении между собой выводов СиН , Н и I , I и G фазы обмотки образуют треугольник, а при соединении в нейтраль выводов G , Н и Г фазы обмотки образуютWhen connecting the conclusions CuN, H and I, I and G, the phases of the winding form a triangle, and when connecting the terminals G, H and G to the neutral, the phases of the winding

звезду. Дл образовани обмоткой восьми- полюсной вращающейс магнитной волны трехфазное питание подаетс к зажимам G. Н и I (при этом все остальные выводы остаютс между собой разомкнутыми).a star. In order for the winding to form an eight-pole rotating magnetic wave, three-phase power is supplied to terminals G. H and I (while all other terminals remain open to each other).

Дл образовани обмоткой четырехпо- люсной магнитной волны трехфазное питание подаетс к зажимам D, E и F, а выводы G, H и I (соответствующие восьми полюсам) замыкаютс между собой некоротко посредством двух однополюсных выключателей , чем обеспечиваетс схема соединени обмотки в двойную звезду. Дл образовани обмоткой двухполюсной вращающейс магнитной волны трехфазное питание подаетс к зажимам А, В, С. Если при этом фазы обмотки соеди ены в треугольник, то кажда из групп выводов, соответствующих четырем (выводы D, Е и F) и восьми (выводы G, G и I) полюсами замыкаютс между собой накоротко посредством двух однополюсных выключателей (т.е. всего используетс четыре однополюсных выключател ), а если фазы обмотки соединены в звезду, то накоротко замыкаютс между собой выводы D, Е и F (выводы G, H и I при этом остаютс разомкнутыми), чем обеспечиваетс схема соединени обмотки в двойную звезду при половине отключенных катушек.In order for the winding to form a four-pole magnetic wave, three-phase power is supplied to terminals D, E and F, and the terminals G, H and I (corresponding to eight poles) are short-circuited to each other by means of two single-pole switches, which provides a circuit for connecting the winding to a double star. To form a bipolar rotating magnetic wave by a winding, three-phase power is supplied to terminals A, B, C. If the phases of the winding are connected in a triangle, then each of the groups of terminals corresponding to four (terminals D, E and F) and eight (terminals G, G and I) are short-circuited between the poles by means of two single-pole circuit breakers (i.e., four single-pole circuit-breakers are used in total), and if the winding phases are connected to a star, then terminals D, E and F are shorted together (terminals G, H and I at the same time remain open) than A double star winding circuit is shown with half the coils disconnected.

Рассматриваема обмотка вл етс со- вершенно симметричной со стороны всех полюсностей. Причем, в случае питани выводов А, В, и С группы катушек, включенных между выводами G и D, Н и F, I и Е, не участвуют при создании двухполюсной на- магничивающей силы, а ЭДС, создаваемые вращающейс синусоидальной двухполюсной волной индукции пол в этих катушечных группах, равны нулю. У обмоток, выполненных при других значени х К, указанные осо- бенности векторов ЭДС будут такими же, что и в данной обмотке. Рассмотренна в примере обмотка выполнена с шагом по пазам (1 - 10), при котором обмоточные коэффициенты со стороны одной, двух и че- тырех пар полюсов будут соответственно, равны 0,916; 0,683 и 0,866.The winding in question is perfectly symmetrical on the side of all poles. Moreover, in the case of feeding the terminals A, B, and C, the groups of coils included between the terminals G and D, H and F, I and E do not participate in the creation of a bipolar magnetizing force, and the EMF created by the rotating sinusoidal bipolar induction wave field in these reel groups are zero. For windings made with different K values, the indicated features of the EMF vectors will be the same as in this winding. The winding considered in the example is performed in increments of grooves (1 - 10), in which the winding coefficients from one, two, and four pairs of poles, respectively, are 0.916; 0.683 and 0.866.

Claims

Formula of the invention 1. Three-phase pole-switchable two-layer winding for three numbers of pairs

luce with a ratio of 1: 2: 4, containing 12 K uniformly distributed coils with equal numbers of turns and steps, each phase of the winding consists of four identical parts with the number of coils K and serial numbers 1,2,3,4, characterized in that that, in order to simplify the manufacture of the winding by reducing the number of leads, the parts of each phase of the winding are interconnected according to, in a sequence of 1,3,2,4, the conclusions for the numbers of pole pairs divisible by 4 are made from the beginnings of the parts of the winding phases having an order number 1, conclusions for the numbers of pairs of poles, multiples of 2, are drawn from the junctions of parts 3 and 2 of each phase, the conclusions for the numbers of pole pairs multiple of 1 are made from the junctions of parts 2 and 4 of each phase, and when the number of pole pairs is a multiple of 4, the winding phases are connected in a triangle, with a multiple of 2 additionally connected terminals for a number of pole pairs that are a multiple of 4, with the number of pole pairs a multiple of 1, additionally connected terminals for a number of pole pairs a multiple of 4 and 2. .2.3 ... a natural number.

2. The winding according to claim 1, characterized in that when the number of pole pairs is a multiple of 4. the phases of the winding are connected to a star, when a multiple of 2 is connected to each other, the beginnings of each phase, when a multiple of 1 is connected to each other, the beginnings of the parts of the winding with serial number 2 of each phase.

ABOUT

About b