RU2075148C1

RU2075148C1 - Combined 3/1-phase winding for electric machine

Info

Publication number: RU2075148C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Попов
Original assignee: Волжский инженерно-педагогический институт
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1997-03-10

Abstract

FIELD: electric engineering, in particular, alternating current electric induction machines with phase rotor. SUBSTANCE: device has p1=8 and p2=3 pole pairs in Z slots of K=24 coil groups which pitch in slots is equal to y. Device windings are connected in parallel three-phase stars which three-phase terminals A, B and C are for p1 poles in first terminals of stars; and additional terminals O1-O2 are for p2 poles in zero terminals of stars. Starts of groups 1, 7, 13 and 19 in phase A are connected to A terminal; ends of groups 1, 19 are connected to starts of groups 16, 22; ends of groups 4, 10 are connected to O1 terminal; ends of groups 16 and 22 are connected to O2 terminal. In two other phases group numbers go in alternating order with respect to groups of phase A, with pitch of eight groups for groups of phase B and with pitch of sixteen groups for groups of phase C. Z/24 is integer; y=3Z/16. Minus before group number designates opposing connection. EFFECT: increased functional capabilities, additional feature of starting and dampening winding. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователя частоты и числа фаз. The invention relates to the field of combined electric machines of alternating current with two opposite-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 одной полюсности р₁ с выводами из их средних точек для другой полюсности р₂. 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 область применения и функциональные возможности.Known combined electromachine windings made of spatially offset coils and connected in parallel branches for one pole p ₁ with leads from their midpoints for another 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 losses in copper from surge 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 их начал для полюсности р₁ 8 и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек для полюсности р₂ 3 [2]
Цель изобретения расширение функциональных возможностей обмотки путем создания в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности р₂, используемых в качестве пусковой и демпферной обмоткой 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 their beginnings for a pole of p ₁ 8 and additional single-phase clamps from zero points for a pole of p ₂ 3 [2]
The purpose of the invention is the expansion of the functionality of the winding by creating therein symmetrical short-circuited circuits for the pole p ₂ , used as a starting and damper winding for this pole.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z 48 пазах; на фиг. 2 диаграмма ЭДС обмотки для полюсности р₁ 8, а на фиг. 3 диаграмма ЭДС обмотки для переменного поля с полюсностью р₂ 3.In FIG. 1 shows a detailed diagram of the proposed winding at Z 48 grooves; in FIG. 2 is an EMF diagram of a winding for a pole of p ₁ 8, and in FIG. 3 diagram of the EMF of a winding for an alternating field with a pole of p ₂ 3.

Обмотка (фиг. 1) выполнена трехфазной для полюсности р₁ 8, однослойной в Z 48 пазах из К 24 катушек (с номерами от 1 до 24) с шагом по пазам у_п3 • 48/16 9. Она соединена в четыре параллельные трехфазные звезды (см. фиг. 2) с трехфазными зажимами А, В, С для полюсности р₁ 8 из их начал и дополнительными зажимами 01 02 для полюсности р₂ 3 из их нулевых точек. В первой фазе (А) началакатушек 1, 7, 13, 19 соединены в зажим А, концы катушек 1, 19 соединены вместе с началами катушек 4, 10, концы катушек 7, 13 соединены вместе с началами катушек 16, 22, а концы катушек 4, 10 соединены в зажим 01 и групп 16, 22 в зажим 02. Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно фазы А с интервалами в восемь катушек для фазы В и в шестнадцать катушек для фазы С. При выполнении обмотки по фиг. 1 двухслойной каждая катушечная группа содержит две катушки по фиг. 1 стрелками показаны направления постоянного (выпрямленного) тока при питании обмотки через зажимы 01 02, откуда видно, что такое поле имеет р₂ 3 пар полюсов и является симметричным. На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек обмотки фиг. 1. Из фиг. 2, построенной для полюсности р₁ 8 при угле сдвига катушек 360 • 8/24 120 эл.град. видно, что с этой полостью не наводит ЭДС на зажимах 01-02; обмоточный коэффициент для р₁ 8 равен К_об8 1,0. Из фиг. 3, построенной для переменного поля с полюсностью р₂ 3 при угле сдвига катушек 360 • 3/24 45 эл.град. видно, что обмотка образует для этого поля симметричные короткозамкнутые контуры, которые могут использоваться в качестве пусковой и демпферной для р₂ 3.The winding (Fig. 1) is made three-phase for a pole of p ₁ 8, single-layer in Z 48 grooves from K 24 coils (with numbers from 1 to 24) in increments of grooves at _p 3 • 48/16 9. It is connected in four parallel three-phase stars (see Fig. 2) with three-phase clamps A, B, C for a pole of p ₁ 8 from their beginnings and additional clamps 01 02 for a pole of p ₂ 3 from their zero points. In the first phase (A), the beginnings of coils 1, 7, 13, 19 are connected to clamp A, the ends of coils 1, 19 are connected together with the beginnings of coils 4, 10, the ends of coils 7, 13 are connected together with the beginnings of coils 16, 22, and the ends of coils 4, 10 are connected to terminal 01 and groups 16, 22 to terminal 02. For the other two phases, coil numbers alternate with respect to phase A at intervals of eight coils for phase B and sixteen coils for phase C. When performing the winding of FIG. 1 bilayer, each coil group contains two coils of FIG. 1 arrows indicate the direction of direct (rectified) current when feeding the winding through terminals 01 02, from which it can be seen that such a field has p ₂ 3 pole pairs and is symmetrical. In FIG. 2 and 3, the EMF vectors are assigned the numbers of the winding coils of FIG. 1. From FIG. 2, constructed for a pole of p ₁ 8 with a shear angle of coils of 360 • 8/24 120 el. it can be seen that with this cavity does not induce EMF on terminals 01-02; winding coefficient for p ₁ 8 is equal to K _{about 8} 1,0. From FIG. 3, constructed for an alternating field with a pole of p ₂ 3 at a shear angle of coils 360 • 3/24 45 el. it can be seen that the winding forms symmetrical short-circuited circuits for this field, which can be used as a starting and damper circuit for p ₂ 3.

Таким образом, обмотка фиг. 1 по сравнению с обмоткой по прототипу [2] имеет расширенные функциональные возможности, так как может одновременно использоваться как трехфазная с зажимами А, В, С и полюсностью р₁ 8; однофазная с зажимами 01 02 и полностью р₂ 3, питаемыми выпрямленным напряжением; короткозамкнутая с полостью р₂ 3.Thus, the winding of FIG. 1 compared with the winding of the prototype [2] has enhanced functionality, as it can be used simultaneously as a three-phase with clamps A, B, C and a pole of p ₁ 8; single-phase with clamps 01 02 and completely p ₂ 3 fed by rectified voltage; short-circuited with a cavity p ₂ 3.

Предлагаемую обмотку можно применять, например, на статоре асинхронно-синхронных преобразователей (в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и контактными кольцами) для одновременного создания вращающегося поля с полюсностью р₁ 8 асинхронной машины, поля возбуждения обращенной синхронной машины с полюсностью р₂ 3, а также в качестве короткозамкнутой (пусковой и демпферной) с полюсностью р₂ 3 синхронной машины. Ее применение позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, снизить расход меди и изоляции на статоре, а также улучшить пусковые, рабочие и динамические свойства машины.The proposed winding can be used, for example, on the stator of asynchronous-synchronous converters (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 an asynchronous machine, an excitation field of an inverted synchronous machine with a pole of p ₂ 3, and also as a short-circuited (starting and damper) with a pole p ₂ 3 synchronous machine. Its application allows to simplify the design and manufacture of a combined electric machine, reduce the consumption of copper and insulation on the stator, and also improve the starting, working and dynamic properties of the machine.

Claims

Three-phase single-phase combined electromachine winding with the numbers of pole pairs P ₁ / P ₂ , made in Z grooves of K 24 distributed coil groups and pitch of the coils in grooves Y _p , connected in parallel three-phase stars with terminals A, B and C for P ₁ from their beginnings and additional conclusions 01 02 for the P ₂ pole from the zero points of stars, characterized in that in phase A the beginnings of groups 1, 7, 13 and 19 are connected to terminal A, the ends of groups 1 and 19 are connected together with the beginnings of groups 4 and 10, the ends of groups 7 and 13 are connected together with the beginnings of groups 16 and 22, and the ends of groups 4 and 10 p connected to terminal 01 and groups 16 and 22 to terminal 02, and for the other two phases, the group numbers alternate with respect to the phase A groups at eight group intervals for phase B and sixteen groups for phase C, where P ₁ / P ₂ 8/3 ; Z / 24 is an integer; Y _p 3Z / 16.