SU1124403A1

SU1124403A1 - Three-phase pole-changeable winding for a.c.machines

Info

Publication number: SU1124403A1
Application number: SU833626451A
Authority: SU
Inventors: Григорий Михайлович Киричек
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1983-07-26
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1984-11-15

Description

Изобретение относитс к многоскоростным полюсопереключаемым обмоткам электрических машин переменного тока.The invention relates to multi-speed pole-selectable windings of electric machines of alternating current.

Известна трехфазна трехскоростна обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 l ,Known three-phase three-speed winding with the ratio of the numbers of pairs of poles 2: 3: 4 l,

Обмотка содержит большое число выводов (15) на переключатель частоты вращени , что усложн ет переклйчающую аппаратуру.The winding contains a large number of leads (15) to the rotational speed switch, which complicates the switching equipment.

Известна трехскоростна полюсопереключаема обмотка дл трехфазных машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, состо ща из двенадцати одинаковых катушечных групп, соединенных Т-образно с трем параллельными ветв ми . Переключение частоты вращени осуществл етс с помощью одиннадцати выводов 2j .A three-speed pole-selectable winding for three-phase AC machines with a pole ratio of 2: 3: 4, consisting of twelve identical coil groups connected T-shaped with three parallel branches, is known. The switching of the rotational speed is carried out using eleven pins 2j.

Недостатком данной обмотки вл етс несимметри токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.The disadvantage of this winding is the asymmetry of the currents in the phases when the number of pairs of poles is a multiple of three.

Известна также трехфазна полюсопереключаема обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, состо ща из двенадцати катушечных групп. При числе пар полюсов, кратном трем, обмотка соедин етс Т-образно с трем параллельными ветв ми з1 .A three-phase pole-switching winding with a pole ratio of 2: 3: 4, consisting of twelve coil groups, is also known. When the number of pole pairs is a multiple of three, the winding is connected T-shaped with three parallel branches 3.

Недостатками данной обмотки вл ютс сравнительно большое число выводов ,(15) и наличие дополнительной обмотки, занимающей примерно 15% пространства пазов, котора используетс толькЬ при числе пазов, кратном трем, дл устранени несимметрии основной обмотки.The disadvantages of this winding are a relatively large number of leads, (15) and the presence of an additional winding occupying approximately 15% of the space of the slots, which is used only with the number of the slots multiple of three to eliminate the asymmetry of the main winding.

Наиболее близкой по технической сущности и решаемой задаче к данной вл етс трехфазна трехскоростна обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 но, выполн ема из двенадцати катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины. Нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двум встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, пор дковые номера которых в ветв х 1-7, 9-3, 5-11, а четные катушечные группы соединены межу собой попарно-встречно с пор дковыми номерами 10-4, 6-12, 2-8 и одключены соответственно к точкам оединени двух нечетных катушечных групп в параллельных ветв х, причем з четных катушечных групп выделено о 6,74% витков, которые включены стречно по отношению к остальной асти витков этих катушечных групп. бмотка двухслойна , симметрична , меет одиннадцать выводов на перелючатель частоты вращени . Обмота применима дл чисел пазов, кратых 12 4..The closest in technical essence and problem to this is a three-phase three-speed winding with a ratio of the numbers of pairs of poles of 2: 3: 4, but made of twelve reel groups evenly distributed throughout the bore of the machine. The odd coil groups are interconnected in three parallel branches with two counter-included coil groups in each branch, the sequence numbers of which are in branches x 1-7, 9-3, 5-11, and the even-numbered coil groups are connected in pairs with each other serial numbers 10–4, 6–12, 2–8 and connected, respectively, to the points of connection of two odd coil groups in parallel branches x, and from the even coil groups, about 6.74% of turns are included, which are included in the pattern with respect to the rest of turns of these reel groups. The winding is double-layered, symmetrical, has eleven pins on the rotation frequency selector. Winding is applicable for slot numbers in multiples of 12 4.

Недостатком данной обмотки вл етс усложнение ее конструкции и схемы соединени в св зи с выделением части витков из четных катушечаыус групп и встречным их включением 5 по отношению к этим катушечным группам .The disadvantage of this winding is the complication of its design and connection scheme in connection with the separation of part of the turns from the even coil groups and their opposite inclusion 5 with respect to these coil groups.

Цель изобретени - упрощение конструкции обмотки и снижение трудоемкости ее изготовлени . 10 Указанна цель достигаетс тем, что в трехфазной полюсопереключаемой обмотке с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, содержащей двенадцать катушечных групп, равномерно рас15 пределенных по расточке машины, в которой нечетные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двум встречно включенными катушечными группа20 ми в каждой параллельной ветви с пор дковыми номерами катушечных групп в параллельных ветв х 1-7, 9-3, 5-11, катушечные группы обмотки выполнены с концентрически распо-, 25 ложенными катушками, а кажда из четных катушечных групп разделена на две части с пор дковыми номерагди внешних катушек 2, 4, б, 8, 10 , 12 и соответственно внутренних ка0 туыек 2, 4, б, 8, 10, 12, из которых внешние катушки четных катушечных групп соединены между собой по две встречно с пор дковыми номерами 10-4, б-12, 2.-8 и подключены , к точкам соединени двух нечетных катушечных групп в параллельных ветв х согласно по отношению к этим группам с пор дковыми номерами катушечных групп в точках соединени l-7-lO, 9-3-6, 5-11-2 и с выво0 дами из этих точек дл числа пар полюсов р 2, а внутренние катушки четных катушечных групп выполнены с числом витков в два раза меньшим и сечением меди в два раза большимThe purpose of the invention is to simplify the construction of the winding and reduce the complexity of its manufacture. 10 This goal is achieved by the fact that in a three-phase pole-switching winding with the ratio of the numbers of pole pairs 2: 3: 4, containing twelve coil groups uniformly distributed over the bore of the machine, in which the odd coil groups are interconnected in three parallel branches with two counter-connected coil groups 20 mi in each parallel branch with order numbers of coil groups in parallel branches x 1-7, 9-3, 5-11, coil winding groups are made with concentrically located, 25 folded coils, and each coil groups is divided into two parts with the order numbers of external coils 2, 4, b, 8, 10, 12 and, respectively, internal cabins 2, 4, b, 8, 10, 12, of which the external coils of even coil groups are connected between two oppositely with serial numbers 10-4, b-12, 2.-8 and connected to the junction points of two odd coil groups in parallel branches according to these groups with the serial numbers of the bobbin groups at junction points l -7-lO, 9-3-6, 5-11-2, and with conclusions from these points for the number of pairs of poles p 2, and the inner coils and even coil groups with the number of turns performed twice smaller cross section and copper twice as large

5 по сравнению с внутренними катушками нечетных катушечных групп, соединены между собой по две согласно с пор дковыми номерами , , и подключены к точкам5 compared to the internal coils of the odd coil groups, interconnected in two in accordance with the sequence numbers,, and connected to points

0 соединени соответствующих внешних катушек четных катушечных групп согласно этим катушкам, причем выводами дл числа пар полюсов р 4 вл ютс выводы из катушек 2, б,0 connect the corresponding outer coils of the even coil groups according to these coils, and the conclusions for the number of pairs of poles p 4 are the leads from coils 2, b,

5 10, а дл р 3 выводы из точек соединени нечетных катушечных групп 1-9-5, 7-3-11 и объединенный вывод из катушек 4 , В, 12 .5 10, and for p 3 the leads from the connection points of the odd coil groups 1-9-5, 7-3-11 and the combined lead from the coils 4, B, 12.

На фиг.1 представлен схема сое0 динени элементов трехфазной трехскоростной обмотки с отношением чи-i сел пар полюсрв 2:3:4, на фиг,2 развернута схема трехфазной трехскоростной обмотки с числами полю- 5 сов 4,6,8 дл числа пазов Z 36; на фиг.З - развернута схема трехфазной трехскоростной обмотки с чис лами полюсов 4,6, 8 дл 2 60. Трехфазна трехскоростна обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 вьтолнена из двенадцати ка .тушечных групп, равномерно распреде ленных по расточке машины, с концентрически расположенными катуижам в каждой катушечной группе. Нечетны катушечные группы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви с двум встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, пор дковые номера ко торых в ветв х 1-7, 9-3, 5-11. Каж да из четных катушечных групп разделена на две части катушек с пор д ковыми номерами вне|7ших KaTyuieK 2 4, б, 8, 10 , 12 и соответствен но внутренних катушек 2, 4, 6 , 8, 10 , 12, из которых внешние ка тушки соединены между собой по две встречно с пор дковыми номерами 10 4, 6-12 , 2-8 и подключены к точкам соединени двух нечетных катушечных групп в параллельных ветв согласно по отношению к этим группам с пор дковыми номерами катушечных групп в точках соединени l-7-lo , 9-3-6, 5-11-2 и с выводами из эти;: точек Л , В , С дл числа пар полюсов р 2 (фиг.2 Внутренние катушки четных катушечных групп выполнены с числом витков в два раза меньшим и сечением меди в два паза большим (намотаны в два провода) по сравнению с внутрен ними катушками нечетных катушечных групп. Они соединены между собой по две согласно пор дковым номерам 4 10, , и подключены к точкам соединени соответствующих внешних катушек четных катушечных групп согласно этим катушкам, обра зовав выводы Ag, Bg, Cg дл числа пар полюсов р 4. Из точек соединени нечетных катуидечных групп 1-9-5, 7-3-11 сделаны выводы Л , Cg дл р 3 и выводы , 84/Bg , из катушек 4 , 12, 8 служ и.ие дл образовани вывода В при р 3 и параллельных ветвей при р 2 и р 4 (.фигЛ) . Разработанна полюсопереключаем . обмотка имеет одиннадцать выводов на переключатель частоты вра1чени и применима дл чисел пазов , кратных 12 (2; 36, 48, 60, 7.). При числе пар полюсов | 4 напр жение подаетс на выводы Ag, Bg, Cg , а ф зы обмотки соедин ютс в звезду с двум параллельными ветв ми путем соединени между собой выводов , Q -B4/B, С -С4/В5. Дл работы двигател при р 2 питание подаетс на соединенные между собой выводы 4/В(,, B -Bjj/Bg, , а выводи Ад, Bg, Cg закорачиваютс , образу звезду с четырьм параллельными ветв ми. При р 3 обмотка соедин етс Т-образно с трем параллельными ветв ми. Трехфазное питание подаетс на выводы Л, С и соединенные вместе выводы A /Bg-B /Bg-С /Bg , образующие вывод фазы Eg. Обмотка выполн етс однослойнодвухслойной с концентрически рас положенными катушками в каждой катушечной группе и с отношением чисел эффективных витков внутренней катушки и внешних-катушек в катушечной группе при р 3, равным 0,15-0,2. Использовайие обмоточной меди при р 2 и р 4 составл ет 100%, а при р 3 83,3%. Обмотка симметрична при всех значени х чисел пар полюсов . При р 2 и р 4 сиь-метри обмотки достигаетс включением в каждую фазу катугаечных групп с одинаковыми числс1ми витков. Дл обеспечени симметрии обмотки при р 3 из четных катушечных групп выделены внутренние катушки, которые не используютс при данном числе полюсов. Это позвол ет получить практически симметричную трехфазную систему ЭДС при Т-образном соединении фаз обмотки и заданном отношении чисел эффективных витков внутренней и внешних катушек в катушечной группе. Макси7 мальные отклонени фазных ЭДС от симметричной трехфазной системы ЭДС не превышают 4%. Дл обеспечени заданного отношени чисел эффективных витков внутренней и внешних катушек в катушечной группе, равным 0,150 ,2, внутренние катушки имеют двухслойное исполнение и укороченный шаг по пазам дл р 3, что уменьшает число эффективных витков данных катушек (фиг.2 и З) . Внешние катушки могут иметь как однослойное, так и двухслойное исполнение. По сравнению с известными трехскоростными обмотками с данным отношением чисел пар полюсов предложенна обмотка отличаетс небольшим числом выводов на переключатель частоты вращени , простотой конструктивного исполнени , высоким использованием обмоточной меди при всех значени х чисел пар полюсов. Обмотка может найти широкое применение в многоскоростных машинах переменного тока с числами пазов, кратными 12.Figure 1 shows a diagram of the connection of three-phase three-speed winding elements with a chi-i ratio of 2: 3: 4 pole pairs in FIG. 2, a three-phase three-speed winding with a pole number of 4,6.8 for the number of notches Z is deployed 36; FIG. 3 shows a three-phase three-speed winding scheme with pole numbers of 4.6, 8 for 2 60. A three-phase three-speed winding with the ratio of the numbers of pole pairs 2: 3: 4 is made of twelve ka-tus groups uniformly distributed along the machine bore , with concentrically located katuizham in each coil group. The odd coil winding groups are interconnected in three parallel branches with two oppositely connected coil groups in each parallel branch, the serial numbers of which are in branches x 1–7, 9–3, 5–11. Each of the even coil groups is divided into two parts of coils with serial numbers outside the 7th KaTyuieK 2 4, 6, 8, 10, 12 and, respectively, internal coils 2, 4, 6, 8, 10, 12, of which external The bobbins are interconnected in two opposites with sequence numbers 10 4, 6-12, 2-8 and connected to the junction points of two odd coil groups in parallel branches according to these groups with the order numbers of the coil groups at junction points l -7-lo, 9-3-6, 5-11-2 and with conclusions from these ;: points L, B, C for the number of pairs of poles p 2 (Fig. 2 Internal coils h The coil groups are made with half the number of turns and a two-groove copper section larger (wound in two wires) compared to the internal coils of the odd coil groups. They are interconnected two by one according to serial numbers 4 10, and to the points of connection of the corresponding external coils of even coil groups according to these coils, forming the conclusions Ag, Bg, Cg for the number of pairs of poles p 4. The points L, Cg are made from the connection points of the odd catuaid groups 1-9-5, 7-3-11 for p 3 and conclusions, 84 / Bg, from coils 4, 12, 8 and served as. f to form the output B at p parallel branches 3 and when p 2 and p 4 (.figL). Designed pole switchable. The winding has eleven pins per frequency switch and is applicable to slot numbers that are multiples of 12 (2; 36, 48, 60, 7.). When the number of pairs of poles | 4, the voltage is applied to the terminals Ag, Bg, Cg, and the phases of the winding are connected to a star with two parallel branches by connecting the terminals Q-B4 / B, C-C4 / B5. For engine operation at p 2, power is supplied to interconnected pins 4 / B (,, B-Bjj / Bg, and output Hell, Bg, Cg are short-circuited to form a star with four parallel branches. At p 3, the winding is connected T - with three parallel branches. The three-phase power supply is applied to the terminals L, C and the connected A / Bg-B / Bg-C / Bg terminals, which form the phase Eg terminal. The winding is performed in a single layer with two layers of concentric rails in each coil group and with the ratio of the numbers of effective turns of the inner coil and the outer-coil k in the coil group with p 3 equal to 0.15-0.2. Use of winding copper with p 2 and p 4 is 100%, and with p 3 83.3%. The winding is symmetrical for all values of the number of pole pairs. With p 2 and p 4, the si-metri windings are achieved by including in each phase katugazhechnyh groups with the same number of turns.In order to ensure the symmetry of the winding at p3, internal coils are selected from the even-numbered coil groups, which are not used for a given number of poles. This makes it possible to obtain a nearly symmetrical three-phase EMF system with a T-shaped connection of the phases of the winding and a given ratio of the numbers of effective turns of the internal and external coils in the coil group. The maximum deviations of the phase emf from the symmetric three-phase system do not exceed 4%. To provide a predetermined ratio of the numbers of effective turns of the inner and outer coils in the coil group, equal to 0.150, 2, the internal coils have a two-layer design and a shortened groove step for p 3, which reduces the number of effective turns of these coils (Figures 2 and 3). External coils can have both single-layer and two-layer execution. Compared with the known three-speed windings with a given ratio of pole pair numbers, the proposed winding is distinguished by a small number of leads to the rotational speed switch, simple design, high utilization of winding copper for all values of pole pair numbers. Winding can be widely used in multi-speed AC machines with slot numbers that are multiples of 12.

is lois lo

1Г1G

BB CBBB CB

. 1 . 1. one . one

. « . fl.. ". fl.

ЛвLv

Claims

(54). (57) THREE-PHASE SEMI-SWITCHING WINDING OF AC MACHINES with the ratio of the numbers of pairs of poles 2: 3: 4, containing twelve coil groups evenly distributed over the bore of the machine, in which the odd 'coil groups are interconnected in three parallel branches with two counterclockwise coil groups in each parallel branch with serial numbers of coil groups in parallel branches 1-7, 9-3, 5-11, characterized in that; that, in order to simplify the winding and reduce the complexity of its manufacture, the coil groups of the winding are made with concentrically arranged coils with ordinal numbers of external coils 2 ^x , 4 ^x , 6 ^x , 8 ^x , 10 ^x , 12 ^x and, respectively. respectively, of the internal coils 2 ^L , 4 ^{/ x} , 6 °, 8, 10 *, 12 ^xx , of which the external coils of even coil groups are interconnected two by one with the serial numbers 10 4 ^x , b ^x -12 ^x , 2 ' -8 ^x and are connected to the connection points of two odd reel groups in parallel branches according to these groups with serial numbers of reel groups at the connection points 1-7-10 9-3-6 ', 5-11-2' and with conclusions from these points for the number of pole pairs, p = 2, and the inner coils of even coil groups are made with the number of turns half as small and the copper cross section twice as large compared with the internal coils odd coil groups are interconnected by two according to the serial numbers of 4 * -10 * 12-6 * 8--2 ^L and connected to the connection points corresponding to the outer coils of the coil groups even under these coils and the conclusions for the number of pairs of poles p = 4 are the conclusions from the coils 2 *, 6 *, 10 *, and for p = 3 the conclusions from the connection points of the odd coil groups 1-9-5, 7-3-11 and combined, the conclusion from coils 4 ^X > 8 ^x , 12 ^x .