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 электромашинные обмотки, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для полюсности р1 с выводами из них средних точек для другой полюсности p2. Угол между осями катушек ветви равен 2π/(p1+p2) радиан и их числа витков пропорциональны углу сдвига относительно оси ветви [1] Недостатки таких обмоток сложность конструкции и изготовления, повышенные потери в меди от уравнительных токов в ветвях, ограниченные функциональные возможности и область применения.Known combined electromachine windings made of spatially offset coils and connected in parallel branches for the pole p 1 with the conclusions from them midpoints for the other pole p 2 . The angle between the axes of the branch coils is 2π / (p 1 + p 2 ) radians 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, increased copper losses from surge currents in the branches, limited functionality and scope.
Наиболее близкой к предлагаемой является 3/1-фазная совмещенная обмотка, выполненная из К 24 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами из их начал для полюсности р1 8 и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек звезд для полюсности р2 6 [2]
Цель изобретения расширение функциональных возможностей обмотки путем создания в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности р2, используемых в качестве пусковой и демпферной обмоток для этой полюсности.Closest to the proposed one is a 3/1-phase combined winding made of K 24 coils and connected in two parallel three-phase stars with three-phase clamps from their beginnings for a pole of p 1 8 and additional single-phase clamps from zero points of stars for a pole of p 2 6 [ 2]
The purpose of the invention is the expansion of the functionality of the winding by creating in it symmetrical short-circuited circuits for the pole p 2 , used as starting and damper windings for this pole.
На фиг.1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z 48 пазах; на фиг.2 и 3 диаграммы ЭДС обмотки для полюсностей p1 8 (фиг.2) и p2> 6 (фиг.3).Figure 1 shows a detailed diagram of the proposed winding at Z 48 grooves; figure 2 and 3 diagrams of the EMF of the winding for the poles p 1 8 (figure 2) and p 2> 6 (figure 3).
Обмотка (фиг.1) выполнена однослойной, трехфазной с полюсностью p1 8 в Z 48 пазах из К 24 катушек (с номерами от 1 до 24) с шагом по пазам yп 48/16 3. Она соединена в параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами А, В, С из их начал для полюсности р1 и дополнительными зажимами 01-02 из нулевых точек звезд для полюсности р2 6. В первой фазе (А) начала катушек 1, 7, 10, 16 соединены в зажим А, концы катушек 1, 10 соединены вместе с началами катушек 13, 22 и концы катушек 7, 16 соединены вместе с началамикатушек 19, 4, а концы катушек 13, 22 соединены в зажим 01 и катушек 19, 4 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. При выполнении обмотки двухслойной каждая катушечная группа (К 24) содержит две катушки. Стрелками на фиг.1 показаны направления токов в обмотке при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением, откуда видно, что образуемое при этом поле имеет р2 6 пар полюсов и является симметричным. В цепях с полюсностями р1 (зажимы А, В, С) и р2 6 (зажимы 01-02) одновременно участвуют все катушки обмотки, что повышает эффективность использования меди обмотки.The winding (figure 1) is made of a single layer, three-phase with a pole of p 1 8 in Z 48 grooves from K 24 coils (with numbers from 1 to 24) with a pitch in grooves y p 48/16 3. It is connected in parallel three-phase stars with three-phase clamps A, B, C from their beginnings for the polarity p 1 and additional clamps 01-02 from the zero points of the stars for the polarity p 2 6. In the first phase (A), the beginnings of the coils 1, 7, 10, 16 are connected to clamp A, the ends coils 1, 10 are connected together with the beginnings of coils 13, 22 and the ends of coils 7, 16 are connected together with the beginnings of coils 19, 4, and the ends of coils 13, 22 are connected to clamp 01 and coils 19, 4 in clamp 02. For the other two phases, the numbers of the coils alternate relative to the coils of phase A at intervals of four coils for phase B and eight coils for phase C. When performing a two-layer winding, each coil group (K 24) contains two coils. The arrows in Fig. 1 show the directions of the currents in the winding when the winding is fed through the clamps 01-02 with a rectified voltage, it can be seen that the field formed in this case has p 2 6 pairs of poles and is symmetrical. In circuits with poles p 1 (terminals A, B, C) and p 2 6 (terminals 01-02) all winding coils are simultaneously involved, which increases the efficiency of using copper windings.
На фиг.2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек обмотки по фиг.1. Из фиг.2, построенной для поля с полюсностью р1 8 при угле сдвига катушек 360 • 8/24 240 эл.град. видно, что это поле не наводит ЭДС на дополнительных зажимах 01-02; обмоточный коэффициент для р1 8 равен Коб8 1,0. Из фиг.3, построенной для переменного поля с полюсностью р2 6 при угле сдвига катушек 360 • 6/24 90 эл.град. видно, что для этого поля обмотка образует многофазную короткозамкнутую систему, которую можно использовать в качестве пусковой и демпферной обмоток для полюсности р2 6, что расширяет функциональные возможности такой обмотки по сравнению с обмоткой по прототипу [2]
Предлагаемая обмотка может применяться, например, на статоре асинхронно-синхронного преобразователя частоты (в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и контактными кольцами) для одновременного создания вращающегося поля с полюсностью p1 8 асинхронной машины (при питании обмотки через зажимы А, В, С трехфазным напряжением) и поля возбуждения с полюсностью р2 6 обращенной синхронной машины (при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением), а также для использования ее в качестве короткозамкнутой (пусковой и демпферной) обмотки синхронной машины. Ее применение позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, снизить расход меди и изоляции на статоре, улучшить пусковые, рабочие и динамические свойства машины.In FIGS. 2 and 3, the EMF vectors are assigned the numbers of the winding coils of FIG. 1. From figure 2, built for a field with a pole of p 1 8 when the angle of shift of the coils 360 • 8/24 240 el. it can be seen that this field does not induce EMF at additional terminals 01-02; winding coefficient for p 1 8 is equal to K about 8 1,0. From figure 3, built for an alternating field with a pole of p 2 6 when the angle of shift of the coils 360 • 6/24 90 el. it can be seen that for this field the winding forms a multiphase short-circuited system, which can be used as a start and damper winding for the pole p 2 6, which extends the functionality of such a winding compared to the prototype winding [2]
The proposed winding can be used, for example, on the stator of an asynchronous-synchronous frequency converter (in the design of an asynchronous machine with a phase rotor and slip rings) to simultaneously create a rotating field with a pole of p 1 8 of the asynchronous machine (when feeding the winding through terminals A, B, C three-phase voltage) and excitation fields with a polarity p 2 6 of the reversed synchronous machine (when the winding is fed through the terminals 01-02 with rectified voltage), and also for use as a short-circuited (starting and damper g) windings of a synchronous machine. Its application allows to simplify the design and manufacture of a combined electric machine, to reduce the consumption of copper and insulation on the stator, to improve the starting, working and dynamic properties of the machine.
