RU2040097C1

RU2040097C1 - 3/1-phase combined winding of electric machine

Info

Publication number: RU2040097C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Попов
Original assignee: Волжский инженерно-педагогический институт
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: electric machine engineering. SUBSTANCE: 3/1-phase combined winding of electric machine is two-layer winding with number of poles P_b/P_a=1/6 dropped in Z slots with slot pitch y_s=5Z/12 and connected in two parallel three-phase stars. Winding has three-phase leads-out C1, C2, C3 for number of poles P_b and additional leads- out И₁- И₂ for number of poles P_a=6= 6 from their zero points. Winding includes 36 coil groups. Coil groups in first and second stars of phases are connected in series for phase C1 1,3,5,2,4, 24 and 19, -21, -23, -20, 6; for phase C2 13,15,17,14,16, 36 and -31, -33, -35, -32, -34, 18; for phase C3 25,27,29,26,28, 12 and 7, 9, 11, 8, 10, 30. In phase C1 finishes of groups 1 and 21, 3 and 23, 5 and 20, in phase C2 finishes of groups 13 and 33, 15 and 35, 17 and 32 and in phase C3 finishes of groups 25 and 9, 27 and 11, 29 and 8 are tied up together, where Z/36 is integral number and minus sign in front of group number means that it is connected in opposition. EFFECT: expanded application field, improved operational characteristics. 3 dwg

Description

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может использоваться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз. The invention relates to windings of electric combined AC machines with two different-pole fields in the magnetic circuit and can be used, for example, in single-machine frequency and phase converters.

Известны совмещенные трехфазно-однофазные электромашинные обмотки, выполняемые с трехфазными зажимами для одной полюсности и дополнительными однофазными зажимами для другой полюсности, через которые обмотка питается, например выпрямленным напряжением [1] [2] Такие обмотки могут выполняться при различных соотношениях чисел пар полюсов для трех- и однофазной цепей одно-, двух- и одно-двухслойными из равношаговых или концентрических катушек. Known combined three-phase single-phase electromachine windings made with three-phase clamps for one pole and additional single-phase clamps for the other pole, through which the winding is fed, for example, by rectified voltage [1] [2] Such windings can be performed at different ratios of the number of pole pairs for three- and single-phase chains of one-, two- and one-two-layer of equal-step or concentric coils.

Наиболее близкой к предлагаемой является 3/1-фазная совмещенная обмотка с числами пар полюсов р_в/р_А=1/6, выполненная однослойной в z=36 пазах из К= 18 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р_в=1 из их начал и дополнительными однофазными зажимами для полюсности р_А=6 из их нулевых точек [3] Такая обмотка при разомкнутых однофазных зажимах образует для полюсности р_А=6 также короткозамкнутые контуры, но они являются однофазными и это ограничивает функциональные возможности обмотки при использовании ее в качестве пусковой и демпферной.The closest to the proposed is 3/1-phase combined winding with the pole pair number p _in / d _A = 1/6, made monolayer at z = 36 slots of K = 18 coils and connected in two parallel three-phase star three-phase terminals to the polarity p _in = 1 from their beginnings and with additional single-phase clamps for the pole p _A = 6 from their zero points [3] Such a winding with open single-phase clamps also forms short-circuited circuits for the pole p _A = 6, but they are single-phase and this limits the functionality windings at and use it as start-up and the damper.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей совмещенной обмотки с числами пар полюсов р_в/р_А=1/6 путем образования в ней симметричной короткозамкнутой системы для полюсности р_А=6, используемой в качестве пусковой и демпферной.The purpose of the invention is the expansion of the functionality of the combined winding with the number of pairs of poles p _in / p _A = 1/6 by forming in it a symmetrical short-circuited system for the pole p _A = 6, used as a starting and damper.

Указанная цель достигается тем, что для 3/1-фазной электромашинной совмещенной обмотки с числами пар полюсов р_в/р_А=1/6, выполненной двухслойной в z пазах из К=6р_в=36 катушечных групп с номерами от 1 до 26 при шаге катушек по пазам у_п, соединенной в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для полюсности р_в=1 и дополнительными зажимами И1-И2 для полюсности р_А=6 из их нулевых точек: в первой и второй звездах фаз соединены последовательно группы с номерами 1, 3, 5, 2, 4, -24 и -19, -21, -23, -20, -22, 6 для фазы С1, 13, 15, 17, 14, 16, -36 и -31, -33, -35, -32, -34, 18 для фазы С2, 25, 27, 29, 26, 28, -12 и -7, -9, -11, -8, -10, 30 для фазы С3, причем в каждой фазе соединены вместе концы групп 1 и 21, 3 и 23, 5 и 20 в фазе С1, 13 и 33, 15 и 35, 17 и 32 в фазе С2, 25 и 9, 27 и 11, 29 и 8 в фазе С3, где z/36 целое число, у_п=5 ˙z/12, а знак минус перед номером группы означает ее встречное включение по отношению к группам, номера которых не содержат знака минус.This object is achieved in that the 3/1-phase electroengine combined winding with numbers of pole pairs p _V / p _A = 1/6 formed bilayer in z grooves of K = 6p _in = 36 coil groups with numbers from 1 to 26, with step coils of slots in _claim connected in two parallel three-phase star with three phase terminals C1, C2, C3 for the pole p _in = 1 and the additional terminals I1-I2 to the polarity p _a = 6 from their datum: the first and second phases stars connected in series groups with numbers 1, 3, 5, 2, 4, -24 and -19, -21, -23, -20, -22, 6 for phase C1, 13, 15, 17, 14, 16, -36 and -31, -33, -35, -32, -34, 1 8 for phase C2, 25, 27, 29, 26, 28, -12 and -7, -9, -11, -8, -10, 30 for phase C3, the ends of groups 1 and 21 being connected together in each phase, 3 and 23, 5 and 20 in phase C 1, 13 and 33, 15 and 35, 17 and 32 in the C2 stage 25 and 9, 27 and 11, 29 and 8 in phase C3, where z / 36 an integer y _n = 5 ˙z / 12, and the minus sign in front of the group number means its counter inclusion in relation to groups whose numbers do not contain a minus sign.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при z=36 пазах; на фиг. 2 ее диаграмма ЭДС для полюсности р_в=1; на фиг. 3 диаграммы ЭДС фаз для переменного поля с полюсностью р_А=6.In FIG. 1 shows a detailed diagram of the proposed winding with z = 36 grooves; in FIG. 2 its EMF diagram for the pole r _in = 1; in FIG. 3 phase EMF diagrams for an alternating field with a pole of p _A = 6.

Обмотка (см. фиг. 1) выполнена двухслойной в z=36 пазах из К=36 катушек с номерами от 1 до 36 при шаге по пазам у_п=5 ˙z/12=15. Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, С3 для полюсности р_в= 1 из их начал и дополнительными зажимами И1-И2 для полюсности р_А=6 из их нулевых точек. В первой и второй звездах фаз соединены последовательно катушки с номерами: 1, 3, 5, 2, 4, -24 и -19, -21, -23, -20, -22, 6 для фазы С1; 13, 15, 17, 14, 16, -36 и -31, -33, -35, -32, -34, 18 для фазы С2; 25, 27, 29, 26, 28, -12 и -7, -9, -11, -8, -10, 30 для фазы С3, где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение по отношению к катушкам, номера которых не содержат знака минус. В каждой фазе соединены вместе концы катушек: 1 и 21, 3 и 23, 5 и 20 в фазе С1; 13 и 33, 15 и 35, 17 и 32 в фазе С2; 25 и 9, 27 и 11, 29 и 8 в фазе С3.The winding (see Fig. 1) is made two-layer in z = 36 grooves from K = 36 coils with numbers from 1 to 36 with a groove step of _n = 5 ˙z / 12 = 15. It is connected in two parallel three-phase stars with three-phase clamps C1, C2, C3 for a pole of p _in = 1 from their beginnings and additional clamps I1-I2 for a pole of p _A = 6 from their zero points. In the first and second phase stars, coils with numbers are connected in series: 1, 3, 5, 2, 4, -24 and -19, -21, -23, -20, -22, 6 for phase C1; 13, 15, 17, 14, 16, -36 and -31, -33, -35, -32, -34, 18 for phase C2; 25, 27, 29, 26, 28, -12 and -7, -9, -11, -8, -10, 30 for phase C3, where the minus sign in front of the coil number means its counter inclusion in relation to coils whose numbers do not contain a minus sign. In each phase, the ends of the coils are connected together: 1 and 21, 3 and 23, 5 and 20 in phase C1; 13 and 33, 15 and 35, 17 and 32 in phase C2; 25 and 9, 27 and 11, 29 and 8 in phase C3.

На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек. Из диаграммы на фиг. 2, построенной для полюсности р_в=1 при угле сдвига катушек α_в=360^ор_в/К= 10^о, видно, что поле с этой полюсностью не наводит ЭДС на зажимах И1-И2, при этом обмоточный коэффициент для р_в=1 равен К_об.в=0,9236. Из диаграммы на фиг. 3, построенной для переменного поля с полюсностью р_А=6 при угле сдвига катушек α_A= 360^ор_А/К=60^о эл. видно, что в фазах обмотки образуются для этой полюсности трехфазные короткозамкнутые симметричные системы, которые могут использоваться в качестве пусковой и демпферной обмотки для этой полюсности. Это расширяет функциональные возможности обмотки по сравнению с обмоткой по прототипу [3]
На фиг. 1 верхний ряд стрелок показывает направления токов при питании обмотки через зажимы С1, С2, С3 трехфазным напряжением (р_в=1), а нижний ряд при питании обмотки через зажимы И1-И2 выпрямленным напряжением (р_А=6), при этом обе кривые МДС являются симметричными.In FIG. Coils numbers are assigned to 2 and 3 EMF vectors. From the diagram in FIG. 2, constructed for the pole P _in = 1 at an angle offset coils α _in = ³⁶⁰ ° p _/ c = ^{10 °,} it is seen that the field of this magnetic pole does not induce electromotive force at the terminals I1-I2, with the winding coefficient p _in = 1 is equal to K _ob.v = 0.9236. From the diagram in FIG. 3, constructed for an alternating field with a pole of p _A = 6 at a shear angle of coils α _A = 360 ^о r _A / K = 60 ^o el. it can be seen that in the phases of the winding three-phase short-circuited symmetrical systems are formed for this pole, which can be used as a starting and damper winding for this pole. This extends the functionality of the winding compared with the winding of the prototype [3]
In FIG. 1, the upper row of arrows shows the directions of the currents when feeding the winding through the terminals C1, C2, C3 with three-phase voltage (p _in = 1), and the lower row when feeding the winding through the terminals I1-I2 with the rectified voltage (p _A = 6), both curves MDS are symmetrical.

Таким образом, предлагаемая обмотка выполняет одновременно функции трех обмоток: трехфазной с р_в=1 (зажимы С1, С2, С3), однофазной с р_А=6 (зажимы И1-И2, питаемые выпрямленным напряжением), короткозамкнутой с р_А=6, используемой в качестве пусковой и демпферной для этой полюсности р_А=6. Она может применяться на статоре, например, синхронно-асинхронного одномашинного преобразователя частоты в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и контактными кольцами, в котором вращающиеся поля с полюсностями р_А=6 и р_в=1 создаются трехфазными обмотками ротора. При этом машина с р_А=6 работает синхронным двигателем и для его пуска используется короткозамкнутая система (трехфазная) обмотки статора, а после окончания пуска зажимы И1-И2 подключаются к выпрямленному напряжению и машина втягивается в синхронизм. Поле с полюсностью р_в= 1, вращающееся в направлении ротора, наводит на зажимах С1, С2, С3 ЭДС с частотой f₂=f₁(1+р_в/р_А)=7f₁/6, где f₁ частота первичной трехфазной сети. Применение такой совмещенной обмотки упрощает конструкцию и пусковые операции совмещенной машины, а также улучшает ее динамические свойства из-за использования к.з. системы с р_А=6 статорной обмотки в качестве демпферной.Thus, the proposed winding simultaneously performs the functions of three windings: three-phase with p _in = 1 (clamps C1, C2, C3), single-phase with p _A = 6 (clamps I1-I2, fed by a rectified voltage), short-circuited with p _A = 6, used as a trigger and damper for this pole p _A = 6. It can be applied on the stator, for example, synchronous-asynchronous odnomashinnogo inverter in the asynchronous machine construction with wound rotor and slip rings, wherein the rotating field with the magnetic pole p _A = 6 and p = 1 are generated _{in the} three-phase rotor windings. In this case, a machine with p _A = 6 operates with a synchronous motor and a short-circuited system (three-phase) stator winding is used to start it, and after the start of the clamps, terminals I1-I2 are connected to the rectified voltage and the machine is pulled into synchronism. Field pole P _in = 1, the rotating direction of the rotor, leads to the terminals C1, C2, C3 emf at a frequency f ₂ = f ₁ (1 + P _B / P _A) = 7f _1/6 where f ₁ frequency primary three-phase network. The use of such a combined winding simplifies the design and starting operations of the combined machine, and also improves its dynamic properties due to the use of short circuit system with p _A = 6 stator winding as a damper.

Claims

3/1-PHASE ELECTRIC MACHINE COMBINED WINDING with the numbers of pole pairs P _B / P _A 1/6, made in Z grooves with groove pitch J _n , connected in two parallel three-phase stars with clamps C1, C2 and C3 for the pole P _B 1 of them began with additional clamps I1-I2 for the pole P _A 6 from their zero points, characterized in that the winding is two-layer, made of 36 coil groups, and in the first and second phase stars the groups with numbers 1, 3, 5 are connected in series 2, 4, -24 and -19, -21, -23, -20, -22, 6 for phases C1, 13, 15, 17, 14, 16, -36 and -31, -33, -35, - 32, -34, 18 for phase C2, 25, 27, 29, 26, 28, -12 and -7, -9, -1 1, -8, -10, 30 for phase C3, and in each phase the ends of groups 1 and 21, 3 and 23, 5 and 20 are connected together in phase C1, 13 and 33, 15 and 35, 17 and 32 in phase C2 , 25 and 9, 27 and 11, 29 and 8 in phase C3, where Z / 36 is an integer, J _n 5 · Z / 12, and the minus sign in front of the group number means its counter inclusion in relation to groups whose numbers do not contain minus sign.