RU2072606C1

RU2072606C1 - Joined winding for electric machine

Info

Publication number: RU2072606C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Попов
Original assignee: Волжский инженерно-педагогический институт
Priority date: 1992-04-13
Filing date: 1992-04-13
Publication date: 1997-01-27

Abstract

FIELD: windings of joined alternating current machines with two poles of different polarity. SUBSTANCE: winding provides two types f poles 4 and 2 respectively. It has two layers, if number of poles of three-phase winding is four then it has terminals C1, C2, C3 Z in slots of K = 24 distributed coil groups which serial numbers ranges from 1 to 24. In first phase starting terminals of groups 1, 7 and ending terminals of groups 4, 10 are connected to phase terminal C1. Each of these groups is connected in series to group which is displaced by K/2 = 12 groups; numbers of groups for other phases go in alternating order in intervals of two groups for phase C2 and in four groups for phase C3. EFFECT: increased functional capabilities due to introduction of two additional poles if pole number is equal to 2. 2 cl, 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 3/1-фазные электромашинные обмотки, выполненные с трехфазными зажимами для одной полюсности и дополнительными однофазными зажимами для другой полюсности р₂, питаемыми, например, выпрямленным напряжением [1,2] Такие совмещенные обмотки применяются на статоре одномашинных преобразователей частоты в конструкции серийных асинхронных машин с фазным ротором и контактными кольцами, могут выполняться при различных соотношениях р₁/р₂ и числах пазов одно-, двух- и одно-двухслойными из равношаговых или концентрических катушек.Known combined 3/1-phase electromachine windings made with three-phase clamps for one pole and additional single-phase clamps for the other pole p ₂ , fed, for example, by rectified voltage [1,2] Such combined windings are used on the stator of single-frequency inverters in the construction of serial asynchronous machines with wound rotor and slip rings may be performed at different ratios r ₁ / r ₂ and the number of slots of one-, two- and one-or two-layer ravnoshagovyh of concentric Katushev a.

Наиболее близкой к предлагаемой является совмещенная обмотка с числами пар полюсов р₂/p₁ 4/2, выполненная трехфазной для полюсности р₂ 4 из K 24 катушек и соединенная в р₂ 4 параллельные ветви в фазах, замкнутые контуры которых образуют многофазную короткозамкнутую систему для полюсности р₁ 2 [3] Такая обмотка применяется на роторе одномашинных преобразователей частоты.Closest to the proposed one is a combined winding with the number of pairs of poles p ₂ / p ₁ 4/2, made three-phase for the poles p ₂ 4 of K 24 coils and connected in p ₂ 4 parallel branches in phases whose closed circuits form a multiphase short-circuited system for polarities p ₁ 2 [3] Such a winding is used on the rotor of single-machine frequency converters.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей обмотки с числами пар полюсов р_в/p_A 4/2 путем образования дополнительных зажимов И1 И2 для полюсности р_A=2.The purpose of the invention is the expansion of the functionality of the winding with the number of pairs of poles p _in / p _A 4/2 by the formation of additional clamps I1 And2 for the pole p _A = 2.

Указанная цель достигается тем, что для электромашинной совмещенной обмотки, выполненной с числами пар полюсов р_в/p_A 4/2 трехфазной для полюсности р_в 4 с зажимами С1, С2, С3 в Z пазах из К 24 распределенных катушечных групп с номерами от 1 до 24 при шаге катушек по пазам У_п, в первой фазе начала 1, 7 и концы групп 4, 10 соединены в зажим фазы С1 и каждая из этих групп соединена последовательно-согласно с группой, смещенной на π радиан, а для других фаз номера групп чередуются относительно групп фазы С1 с интервалами в две группы для фазы С2 и в четыре группы для фазы С3: обмотка выполнена двухслойной и в указанные дополнительные зажимы И1-И2 cоединены концы групп 13, 15, 17 и начала групп 18, 20, 22 в зажим И1, концы групп 19, 21, 23 и начала групп 16, 24, 2 в зажим И2, где Z/24 целое число; У_п Z/6. Для совмещенной обмотки по второму варианту в каждой фазе соединены вместе концы групп 1 и 22, 7 и 16, 3 и 18, 9 и 24, 5 и 20, 11 и 2.This goal is achieved by the fact that for an electromachined combined winding made with the numbers of pairs of poles p _in / p _A 4/2 three-phase for the poles p _in 4 with clamps C1, C2, C3 in Z grooves from K 24 distributed coil groups with numbers from 1 up to 24 at the step of the coils along the grooves U _p , in the first phase, the beginning 1, 7 and the ends of groups 4, 10 are connected to the clamp of phase C1 and each of these groups is connected in series according to the group shifted by π radians, and for other phases groups alternate with respect to groups of phase C1 at intervals of two groups for phase C2 and four groups s for phase C3: the winding is double-layered and the ends of groups 13, 15, 17 and the beginning of groups 18, 20, 22 and the beginning of groups 18, 20, 22 are connected to terminal I1, the ends of groups 19, 21, 23 and the beginning of groups 16, 24 are connected 2 in clamp I2, where Z / 24 is an integer; Y _n Z / 6. For a combined winding according to the second embodiment, in each phase, the ends of groups 1 and 22, 7 and 16, 3 and 18, 9 and 24, 5 and 20, 11 and 2 are connected together.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z 24 пазах; на фиг.2 ее упрощенная схема; на фиг.3 звезда и диаграммы ЭДС катушек фаз С1, С2, С3 для полюсности р_A 2.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows a detailed diagram of the proposed winding with Z 24 grooves; figure 2 its simplified diagram; figure 3 the star and the EMF diagrams of the coils of the phases C1, C2, C3 for the polarity p _A 2.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной в Z 24 пазах из К 24 катушек с номерами от 1 до 24 при шаге по пазам У_п, имеет трехфазные зажимы С1, С2, С3 для полюсности р_в 4 и два дополнительных зажима И1-И2 для полюсности р_A 2. В первой фазе начала катушек 1, 7 и концы катушек 4, 10 соединены в зажим фазы С1 и каждая из этих групп соединена последовательно-соглано с группой, смещенной на p радиан, т.е. на К/2 12 катушек: например, для фазы С1 соединены катушки 1 и 13, 10 и 22, 7 и 19, 4 и 16. При этом четные катушки включены встречно относительно нечетных (см.фиг.2). Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно катушек фазы С1 с интервалами в виде катушки для фазы С2 и в четыре катушки для фазы С3. В дополнительные зажимы И1-И2 для полюсности р_A 2 cоединены: концы катушек 13, 15, 17 и начала катушек 18, 20, 22 в зажим И1; концы катушек 19, 21, 23 и начала катушек 16, 24, 2 в зажим И2. Шаг катушек по пазам равен У_п Z/3р_A Z/6 4, а обмоточный коэффициент для полюсности р_в 4 К_об.в K_у.в 0,8660.Winding (FIG. 1) is two-layered in the Z 24 slots of R 24 coils numbered from 1 to 24 at a pitch of grooves of V _n, has three phase terminals C1, C2, C3 for the pole p _is 4, and two additional clamping I1-I2 for polarities p _A 2. In the first phase, the beginning of coils 1, 7 and the ends of coils 4, 10 are connected to the clamp of phase C1 and each of these groups is connected in series with each other, shifted by p radians, i.e. on K / 2 there are 12 coils: for example, for phase C1, coils 1 and 13, 10 and 22, 7 and 19, 4 and 16 are connected. In this case, even coils are turned on counter relatively odd (see figure 2). For the other two phases, the numbers of the coils alternate with respect to the coils of phase C1 at intervals in the form of a coil for phase C2 and four coils for phase C3. In the additional clamps I1-I2 for the pole p _A 2 the following are connected: the ends of the coils 13, 15, 17 and the beginning of the coils 18, 20, 22 in the clamp I1; the ends of the coils 19, 21, 23 and the beginning of the coils 16, 24, 2 in the clamp I2. The pitch of the coils in the grooves is equal to Y _p Z / 3p _A Z / 6 4, and the winding coefficient for the polarity p _is 4 K _rev.v K _u.v. 0.8660.

На фиг. 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек. По звезде ЭДС катушек для полюсности р_A 2 построены диаграммы ЭДС фаз С1, С2, С3, откуда видно, что для переменного поля с этой полюсностью обмотка образует короткозамкнутую систему с числом фаз равным 12. Для обмотки по второму варианту в каждой фазе соединены вместе концы катушек 1 и 22, 7 и 16, 3 и 18, 9 и 24, 5 и 20, 11 и 2 (см.фиг. 1 3). В силу симметрии ветвей фаз поле с полюсностью р_в 4 на зажимах И1-И2 не наводит ЭДС. На фиг.1 верхний ряд стрелок показывает направления токов при питании обмотки через зажимы С1, С2, С3 трехфазным напряжением (р_в 4), а нижний ряд направления токов при питании обмотки через зажимы И1-И2 выпрямленным напряжением (р_A 2); кривые МДС для p_в 4 и р_A 2 симметричные. Для каждой полюсности в обмотке используются одновременно все ее катушки.In FIG. Three EMF vectors are assigned coil numbers. The EMF diagrams of phases C1, C2, C3 are constructed from the star of the EMF of the coils for the pole p _A 2, from which it can be seen that for an alternating field with this pole the winding forms a short-circuited system with the number of phases equal to 12. For the winding according to the second variant, the ends are connected together in each phase coils 1 and 22, 7 and 16, 3 and 18, 9 and 24, 5 and 20, 11 and 2 (see. Fig. 1 3). By symmetry branches phases field with p pole ₄ at the terminals I1-I2 is not leads the EMF. In Fig. 1, the upper row of arrows shows the direction of the currents when feeding the winding through the terminals C1, C2, C3 with three-phase voltage (p _in 4), and the lower row of the direction of currents when feeding the winding through the terminals I1-I2 with the rectified voltage (p _A 2); the MDS curves for p _in 4 and p _A 2 are symmetrical. For each pole in the winding, all its coils are used simultaneously.

По сравнению с обмоткой по прототипу [3] не имеющих дополнительных зажимов для полюсности р_A 2, предлагаемая обмотка имеет расширенные функциональные возможности, так как работает одновременно как: трехфазная с р_в 4 (зажимы С1, С2, С3), однофазная с р_A 2 (зажимы И1-И2, питаемые выпрямленным напряжением), к.з. 12 фазная с р_A 2 (демпферная или пусковая). Такая обмотка используется, например, на статоре синхронно-асинхронного одномашинного преобразователя частоты, вращающиеся поля с р_A 2 и p_в 4 которого создаются трехфазными обмотками ротора с контактными кольцами. При этом машина с р_A 2 работает синхронным двигателем и для его пуска используются к.з. контуры обмотки статора, а после окончания пуска зажимы И1-И2 подключаются к выпрямленному напряжению и машина втягивается в синхронизм; поле с р_в 4, вращающееся согласно с ротором, наводит на зажимах С1, С2, С3 ЭДС с частотой f₂ f₁ (1+p_в/p_A) 3f₁, где f1 частота первичной сети (например, при f₁ 50 Гц f₂ 150 Гц).Compared with the winding of the prototype [3] without additional clamps for the pole p _A 2, the proposed winding has expanded functionality, since it works simultaneously as: three-phase with p _in 4 (clamps C1, C2, C3), single-phase with p _A 2 (clamps I1-I2, fed by rectified voltage), short circuit 12 phase with p _A 2 (damper or starting). Such a coil is used, for example, on the stator synchronous induction odnomashinnogo frequency converter rotating field with p _A p 2 and ₄ which are three-phase rotor windings to slip rings. In this case, a machine with p _A 2 operates with a synchronous motor and short-circuit motors are used to start it. stator winding circuits, and after the start of the clamps, terminals I1-I2 are connected to the rectified voltage and the machine is pulled into synchronism; the field with p _in 4, rotating according to the rotor, induces on the terminals C1, C2, C3 the EMF with a frequency f ₂ f ₁ (1 + p _in / p _A ) 3f ₁ , where f1 is the frequency of the primary network (for example, at f ₁ 50 Hz f ₂ 150 Hz).

Источники информации:
1. Попов В. И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. М. Энергия, 1980, с.48-55, рис.2-6, 2-7, 2-8.Information sources:
1. Popov V. I. Electric machine combined frequency converters. M. Energy, 1980, p. 48-55, fig. 2-6, 2-7, 2-8.

2. Авторское свидетельство СССР N 1156195, кл. H 02 K 3/28, 1985. 2. USSR author's certificate N 1156195, cl. H 02 K 3/28, 1985.

3. Авторское свидетельство СССР N 1098074, кл. H 02 K 3/28, 1984. 3. Copyright certificate of the USSR N 1098074, cl. H 02 K 3/28, 1984.

Claims

1. Electromachine combined winding with the number of pairs of poles r _in / r _And 4/2, made of a two-layer three-phase for the pole r _in 4 with conclusions C1, C2, and C3 in Z grooves from K 24 distributed coil groups and the pitch of the coils grooves Y _p , in the first phase of the beginning of groups 1 and 7 and the ends of groups 4 and 10 are connected to the terminal C1 of the phase and each of these groups is connected in series according to the group shifted by K / 2 of 12 groups, and for other phases the numbers of the groups alternate relative to the groups of phase C1 at intervals of two groups for phase C2 and four groups for phase C3, characterized in the ends of the bands 13, 15 and 17 and the beginning of groups 18, 20 and 22 are combined in the output I1, the ends of bands 19, 21 and 23 and the beginning of groups 16, 24 and 2 in H2 O for the polarity p _A where Z / 24 integer , and Y _p Z / 6.

2. The winding according to claim 1, characterized in that in each phase the ends of groups 1 and 22, 7 and 16, 3 and 18, 9 and 24, 5 and 20, 11 and 2 are connected together.