RU2042250C1

RU2042250C1 - Combined electrical machine winding

Info

Publication number: RU2042250C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Попов
Original assignee: Волжский инженерно-педагогический институт
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: electromechanical engineering. SUBSTANCE: combined electrical machine winding with pole pairs p₁/p₂= 4/6 is placed in two slots with slot pitch y_n= Z/8-1= Z/8-1. Winding has K=24 coil groups. It is connected into four three-phase parallel stars: A,B,C three-phase terminals for pole pair p₁; 01-02 additional terminals for pole pair p₂. Connected in series in phase A are coil groups 1 and 13 in first star, 4 and 16 in second star, 7 and 9 in third star, 10 and 22 in fourth star. Midpoint of first and second stars and that of third and fourth stars are interconnected. Finishing lead of group 13 and starting lead of group 16 are connected to additional terminal 01. Finishing lead of group 19 and starting lead of group 22 are connected to additional terminal 02. Groups of phases B and C are alternating in respect to group of phase A. Alternating space for phase B is 4, that for phase B is 8. Symbol at group number means its differential connection. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может применяться, 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 обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для полюсности р₁ с выводами из их средних точек для полюсности р₂. Угол между осями катушек ветви равен 2π/(p₁+p₂) рад, и их числа витков пропорциональны углу сдвига относительно оси ветви [1]
Недостатки таких обмоток сложность конструкции и изготовления, большие потери в меди от уравнительных токов в ветвях, ограниченные область применения и функциональные возможности.Known combined windings of electrical AC machines, made of spatially offset coils and connected in parallel branches for the pole r ₁ with the conclusions from their midpoints for the pole r ₂ . The angle between the axes of the coils of the branch is 2π / (p ₁ + p ₂ ) rad, and their number of turns is proportional to the angle of shift relative to the axis of the branch [1]
The disadvantages of such windings are the complexity of design and manufacture, large losses in copper from equalizing currents in the branches, limited scope and functionality.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазно-однофазная совмещенная обмотка, выполненная из К=24 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами из них начал для полюсности р₁=8 и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек звезд для полюсности р₂=6 [2]
Цель изобретения расширение области применения и функциональных возможностей путем получения р₁=4 и р₂=6, а также создание в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности р₂, используемых в качестве пусковой и демпферной (успокоительной) обмоток для этой полюсности.Closest to the proposed one is a three-phase-single-phase combined winding made of K = 24 coils and connected in two parallel three-phase stars with three-phase clamps from them began for the pole p ₁ = 8 and additional single-phase clamps from zero points of the stars for the pole p ₂ = 6 [2]
The purpose of the invention is the expansion of the scope and functionality by obtaining p ₁ = 4 and p ₂ = 6, as well as the creation in it of symmetrical short-circuited circuits for the pole p ₂ used as starting and damper (soothing) windings for this pole.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z=48 пазах; на фиг. 2 диаграмма ЭДС обмотки для поля с полюсностью р₁=4; на фиг. 3 диаграмма ЭДС короткозамкнутых контуров обмотки для переменного поля с полюсностью р₂=6.In FIG. 1 shows a detailed diagram of the proposed winding at Z = 48 grooves; in FIG. 2 winding EMF diagram for a field with a pole of p ₁ = 4; in FIG. 3 EMF diagram of short-circuited winding circuits for an alternating field with a pole of p ₂ = 6.

Обмотка (фиг. 1) выполнена однослойной в Z=48 пазах, трехфазной для полюсности р₁= 4 из К= 24 катушек с номерами от 1 до 24 и шагом по пазам у_п= 48/8-1= 5. Она соединена в четыре параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами А, В, С из их начал для полюсности р₁=4 и дополнительными зажимами 01-02 из их нулевых точек для полюсности р₂=6. В фазе А соединены последовательно катушки 1 и 13 в первой звезде, 4 и 16 во второй звезде, 7 и 19 в третьей звезде, 10 и 22 в четвертой звезде, и в них соединены вместе средние точки звезд первой и второй, а также третьей и четвертой. В дополнительные зажимы соединены: конец катушки 13 и начало катушки 16 в зажим 01, конец катушки 19 и начало катушки 22 в зажим 02. Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно катушек фазы А с интервалами в четыре катушки для фазы В и в восемь катушек для фазы С. Стрелками на фиг. 1 показаны направления постоянного (выпрямленного) тока при питании обмотки через зажимы 01-02, откуда видно, что поле с полюсностью р₂ 6 является симметричным. При выполнении обмотки фиг. 1 двухслойной каждая катушечная группа содержит две катушки.The winding (Fig. 1) is made single-layer in Z = 48 grooves, three-phase for a pole of p ₁ = 4 from K = 24 coils with numbers from 1 to 24 and a pitch in grooves at _n = 48 / 8-1 = 5. It is connected in four parallel three-phase stars with three-phase clamps A, B, C from their beginnings for the pole ₁ = 4 and additional clamps 01-02 from their zero points for the pole ₂ = 6. In phase A, coils 1 and 13 in the first star, 4 and 16 in the second star, 7 and 19 in the third star, 10 and 22 in the fourth star are connected in series, and the midpoints of the stars of the first and second, as well as the third and fourth. In additional clamps are connected: the end of coil 13 and the beginning of coil 16 to clamp 01, the end of coil 19 and the beginning of coil 22 to clamp 02. For the other two phases, the numbers of coils alternate relative to the coils of phase A at intervals of four coils for phase B and eight coils for phase C. The arrows in FIG. Figure 1 shows the directions of direct (rectified) current when feeding the winding through terminals 01-02, from which it can be seen that a field with a pole of p ₂ 6 is symmetrical. When performing the winding of FIG. 1 double layer each coil group contains two coils.

На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек обмотки по фиг. 1, где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в звезде фазы. Из фиг. 2, построенной для поля с полюсностью р₁=4 при угле сдвига катушек 360^о ˙ 4/24=60 эл.град. видно, что это поле не наводит ЭДС на зажимах 01-02; обмоточный коэффициент для р₁=4 равен К_об4=0,966. Из фиг. 3, построенной для переменного поля с полюсностью р₂=6 при угле сдвига катушек 360^о ˙ 6/24=90 эл.град. видно, что обмотка образует для этого поля симметричную короткозамкнутую систему, эквивалентную шести четырехфазным системам, которые можно использовать в качестве пусковой и демпферной обмоток.In FIG. 2 and 3 the EMF vectors are assigned the numbers of the winding coils of FIG. 1, where the minus sign in front of the coil number means its counter inclusion in the phase star. From FIG. 2, constructed for a field with a pole p ₁ = 4 at an angle ^of offset coils 360 ˙ 4/24 = 60 el.grad. it can be seen that this field does not induce EMF on terminals 01-02; winding coefficient for p ₁ = 4 is equal to K _{about 4} = _0,966 . From FIG. 3 constructed for alternating field with a pole p ₂ = 6 with an angle ^of offset coils 360 ˙ 6/24 = 90 el.grad. it can be seen that the winding for this field forms a symmetrical short-circuited system equivalent to six four-phase systems, which can be used as starting and damper windings.

Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с обмоткой по прототипу имеет расширенную область применения, так как позволяет получать р₁=4 и р₂= 6, а также может использоваться в качестве короткозамкнутой обмотки для полюсности р₂, что расширяет ее функциональные возможности. Такую обмотку можно применять, например, на статоре совмещенного асинхронно-синхронного преобразователя для одновременного создания вращающегося поля с полюсностью р₁=4 (при питании обмотки через зажимы А, В, С трехфазным напряжением) асинхронной машины и поля возбуждения с полюсностью р₂=6 синхронной машины (при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением), а также использовать ее в качестве короткозамкнутой (пусковой и демпферной) обмотки синхронной машины. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, снизить расход меди и изоляции на статоре, улучшить пусковые, рабочие и динамические свойства машины. Все катушки обмотки используются одновременно для каждой полюсности, что повышает эффективность предлагаемой обмотки.Thus, the proposed winding in comparison with the winding of the prototype has an extended scope, since it allows you to get p ₁ = 4 and p ₂ = 6, and can also be used as a short-circuited winding for the pole p ₂ , which extends its functionality. Such a winding can be used, for example, on the stator of a combined asynchronous-synchronous converter to simultaneously create a rotating field with a pole of p ₁ = 4 (when feeding the winding through terminals A, B, C with a three-phase voltage) of an asynchronous machine and a field of excitation with a pole of p ₂ = 6 synchronous machine (when feeding the winding through the clamps 01-02 with rectified voltage), and also use it as a short-circuited (starting and damper) winding of the synchronous machine. The application of the proposed winding simplifies the design and manufacture of a combined electric machine, reduces the consumption of copper and insulation on the stator, improves the starting, working and dynamic properties of the machine. All winding coils are used simultaneously for each pole, which increases the efficiency of the proposed winding.

Claims

COMBINED ELECTROMECHANICAL WINDING with the numbers of pole pairs p ₁ / p ₂ , made in z grooves from K 24 coil groups with numbers from 1 to 24, with coil spacing in grooves y _p , connected to parallel three-phase stars with three-phase clamps A, B, C from their beginnings for the pole p ₁ and additional clamps 01 02 from their zero points for the pole p ₂ , characterized in that the winding has p ₁ / p ₂ 4/6, is connected in four parallel stars and in phase A are connected in series groups 1 and 13 in the first star, 4 and 16 in the second star, 7 and 9 in the third star, 10 and 22 in the fourth star and in them are connected the midpoints of the stars of the first and second, as well as the third and fourth, and in an additional terminal 01 the end of group 13 and the beginning of group 16 are connected, in terminal 02 the end of group 19 and the beginning of group 22 are connected, and for the other two phases the numbers of groups alternate with respect to phase A groups at intervals of four groups for phase B and eight groups for phase C, and the step of the coils in the grooves y _p z / 8-1, where z / 24 is an integer, and the minus sign in front of the group number indicates its counter inclusion in the star of a phase relative to the unsigned group.