SU1249658A1 - Трехфазна полюсопереключаема обмотка - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам и может найти применение в асинхронных короткозамкнутых электродвигател х со ступенчатым ре- рулированием угловой скорости путем переключени  числа пар полюсов ста- торной обмотки.

Цель изобретени  - расширение области применени  обмотки, за счет получени  отношени  чисел пар полюсов Р, /Р,3/7.

На фиг, 1 изображена принципиальна  электрическа  схема предлагаемой обмотки при , на фиг, 2 - векторна  диаграмма пазовых ЭДЙ обмотки при на фиг, 3 - векторна  диаграмма пазовых ЭДС обмотки при на фиг, А - схема-развертка ,

Через 411, 412, 413, 421, 422, 423, 431, 432, 433 обозначены номера частей оСмотки, через IT1 и П2 - трех- полюсные переключатели (переключающие контакторы) с помощью которых производитс  переключение числа пар полюсов, и через ПЗ - переключатель, предназначенный дл  изменени  схемы соединени  фаз (фиг, 1),

Верхнему положению переключателей соответствует включение обмотки на три пары полюсов (), а нижнему - на 7 пар полюсов (Р 7), Из фиг, 1 видно, что в состав фаз А, В и С при различных числах пар полюсов вход т

С при включений обмотки- на семь пар полюсов.

При переходе от схемы с Р 3 к схеме с части 411, 422, 433 ос5 таютс  в составе прежних фаз, части 412, 423, 431 переключаютс  в соседние фазы справа (из фазы А в фазу В, из фазы Б в фазу С и из фазы С в фазу А),части 413, 421 и 432 пере10 ключаютс  в соседние фазы слева (из фазы А в фазу С, из фазы С в фазу В и из фазы В в фазу А),

Тем самьм при верхнем положении переключателей обеспечиваетс  мак15 симальное значение амплитуды пространственной гармоники НДС с периодом 2ч TD/3, т,е, обмотка создает вращающеес  поле с одной парой полюсов (Р 3) , а при нижнем положении пере20 ключателей обеспечиваетс  максимальное значение амплитуды пространственной гармоники НДС с периодом 2lj 1TD/7, т,е, обмотка создает вращающеес  поле с трем  парами полюсов ,(Р,7), .

На фиг, 2 и 3 позици ми 1-63 обозначены номера катушек, к которым . относ тс  соответствующие векторы ЭД а одним, двум  и трем  щтрихами отме чены векторы ЭДС катушек, вход щих в фазы А, В и С соответственно. Из фигур 2 и 3 видно, что предлагаема  обмотка при обоих числах пар полюсов  вл етс  симметричной, имеет оди

25

30

катушечные группы, указанные в табл,1,35 наковое фазные зоны шириной 2ТГ/3 эл.

Таблица 1

40

1,2,3,28, 4,5,6,22, 7,25,26,

46,47,48 23,24,49 27,43,44,

(411)(412)45 (413)

10,11,12, 13,14,31, 8,9,34,35, 5 29,30,55, 32,33,50, 52,53,54 56 (421) 51 (422) (423)

СЗ

19,20,21, 15,40,41, 16,17,18, 37,38,39, 42,58,59, 36,61,62, 57 (431) 60 (432) 63 (433)

- В строках (см, табл, 1) указаны номера катушечных групп, вход щих в состав фаз А, В и С при включении обмотки на три парыполюсов, а в столбцах 1-3 указаны номера катушечных групп, вход щих в состав фаз А, В и

С при включений обмотки- на семь пар полюсов.

При переходе от схемы с Р 3 к схеме с части 411, 422, 433 остаютс  в составе прежних фаз, части 412, 423, 431 переключаютс  в соседние фазы справа (из фазы А в фазу В, из фазы Б в фазу С и из фазы С в фазу А),части 413, 421 и 432 переключаютс  в соседние фазы слева (из фазы А в фазу С, из фазы С в фазу В и из фазы В в фазу А),

Тем самьм при верхнем положении переключателей обеспечиваетс  максимальное значение амплитуды пространственной гармоники НДС с периодом 2ч TD/3, т,е, обмотка создает вращающеес  поле с одной парой полюсов (Р 3) , а при нижнем положении переключателей обеспечиваетс  максимальное значение амплитуды пространственной гармоники НДС с периодом 2lj 1TD/7, т,е, обмотка создает вращающеес  поле с трем  парами полюсов ,(Р,7), .

На фиг, 2 и 3 позици ми 1-63 обозначены номера катушек, к которым . относ тс  соответствующие векторы ЭДС, а одним, двум  и трем  щтрихами отме- чены векторы ЭДС катушек, вход щих в фазы А, В и С соответственно. Из фигур 2 и 3 видно, что предлагаема  обмотка при обоих числах пар полюсов  вл етс  симметричной, имеет оди

0

5

радиан, а также одинаковое число катушек под разными полюсами, т,е, обмотка  вл етс  целой и не. создает низших гармоник МДС,

На фиг, 4 позици ми 1-63 обозначены номера пазов, а буквами Н и К обозначены начала и концы дев ти соответствующих частей обмотки.

Предлагаема  обмотка работает, следующим образом.

При установке переключателей ПЬ, П2 и ПЗ в положение обозначенное

Р. , замыкаютс  цепи между верхними и

1

средними контактами переключателей 0 и катушечные группы распредел ютс  по фазам А, В и С так, как указано в строках 1-3 табл. 1, Прн зтом фазы соедин ютс  в треугольник. При подключении обмотки и трехфазной сети по 5 ней протекают синусоидальные токи и обмотка создает в воздушном зазоре асинхронного двигател  магнитное поле с трем  парами полюсов. При установке переключателей П1, П2 и ПЗ в положение, обозначенное Р„ , замыкаютс  цепи между нижними и средними контактами переключателей и катушечные группы распредел ютс  по фазам А, В и С обмотки так, как указано в столбцах 1-3 табл. 1 и фазы соедин ютс  в звезду. При включении в трефазную сеть така  обмотка создает в воздушном зазоре магнитное поле, вращающеес  в том же направлении, что и при , , но с другой угловой скоростью , чем обеспечиваетс  ступенчатое регулирование угловой скорости двигател .

Сравнение полюсопереключаемых обмоток производитс  по следующим параметр aiPi.

По энергетическим характеристикам асинхронного двигател  с обмоткой данного типа, которые оцениваютс  величинами минимального момента, минимальной мощности и коэффициента пропорциональности в формуле, момента нагрузки вентил торного типа ( И) при одинаковых допустимых значени х индукции в воздушном зазоре ( ЙАОП и плотности тока в проводах обмотки, допустимой по услови м нагрева .

;Число пар полюсов , Р

Число пазов, Z

Схема соединени  фаз

Фазна  зона,Y°

Симметри  обмотки, по фазам

126

36

У 60

Полна 

У 280

У 120

У 120

Д 120

Не полна  Полна  Полна  Полна 

по параллельным ветв м

Аппаратура управлени 

К,„„ . ..

Полна  Полна  Полна  Полна  Полна  Полна 

Iпрекл.+1 выкл. 2 перекл. 3 перекл.

IIII Г 1

1249658

ilo фильтрующим свойствам обмотки, которые оцениваютс  относительными значени ми обмоточных коз и ициентов

, ,3,..., или с помо- 5

щью коэффициента дифференциального

рассе ни 

К

49/f).

Отдельно оцениваетс  наличие низших пространственных гармоник в кривой МДС F(x), которые вызывают вибрации и шум при работе асинхронного двигател  и снижают его надежность.

По сложности схемы управлени , котора  оцениваетс  числом коммутационных аппаратов или чисЗюм п5ар их контактов.

По сложности изготовлени  обмотки , о которой суд т по числу различающихс  между собой катушек, вход щих в схему обмотки.

По величине тока холостого хода двигател , котора  зависит от произ- ведени  обмоточного коэффициента на . коэффициент испо льзовани  обмотки

(о&1 К„„)«

Результаты представлены в табл. 2, Т а б л и. ц а 2

36

63

У 120

Д 120

Полна  Полна 

У 120

Полна 

Из таблицы 2 видно, что несмотр  на различие чисел пар полюсов, предлагаема  обмотка обладает такими же.высокими электромагнитными свойствами . В частности по величине обмоточного коэффициента и величине момента в приводах посто нного момента предлагаема  обмотка незначительно уступает известной,

В сравнении с обмоткой 1, имеющей такие же числа пар полюсов, что и предлагаема  обмотка, последн   имеет следующие преимущества:

увеличение допустимой по услови м нагрева мощностц двигател  в приводах посто нной мощности на 53% преА ,106/0,,53) и момента в приводах посто нного момента на 25% (М„,,,М,0,54/0,);

уменьшение тока холостого двигател  на 34% при включении обмотки на семь пар полюсов благодар  увеличению обмоточного коэффициента до 0,731 вместо 0,484 у известной обмотки}

более простое изготовление обмотки благодар  применению однотипных

Продолжение табл.2

катушек при вдвое меньшем числе последних ,

полна  симметри  обмотки при обоих числах пар полюсов, тогда как из-, вестна  обмотка при Р 7 не симметрич- на, что вызывает по вление обратной МДС и ухудшение характеристик двигател ,

В отношении фильтрующих свойств предлагаема  обмотка практически равноценна известной обмотке, В отношении схемы управлени  предлагаема  обмотка уступает известной, так как требует трех аппаратов управлени  вместо двух, однако этот недостаток в случае двигателей средней и большей мощности не имеет существенного значени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Трехфазна  полюсопереключаема  обмотка на две пары полюсов, Р /Р двухслойна  с целым числом катушек на фазную зону шириной 21Г/3 электрических радиан, соединенна  в тре- ут ольник при меньшем числе пар полюсов и в звезду при большем числе пар полюсов, состо ща  из одинаковых равномерно распределенных катушек, соединенных в дев ть частей 411, 422 433, 412, 423, 431, 413, 421, 432, и двух трехполюсных переключателей, каждый из которых имеет три группы выводов, по три вывода в каждой группе - верхний, средний и нижний и образует в каждой группе одну цепь между средним и верхним (при , ) или между средним и нижним (при Р Р ) выводами, причем начала частей с номерами 411, 422, 433 соединены с внешними выводами обмотки А, В и С соответственно, а их концы с первым , вторым и третьим верхними выводами первого переключател , начала частей с номерами 412, 423, 431 соединены с первым, вторым и третьим средними выводами первого переключател , а их концы - с первым, вторым и третьим верхними выводами второго переключател , начала частей с номерами 413, 421, 432 соединены с пер- вым, вторым и третьим средними выводами второго переключател , кроме того, переключатели снабжены перемычками , соедин ющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним выводами каждого пере- клйчател , отличающа с , тем, что, с целью расширени  области применени , она снабжена третьим тре полюсным переключателем и выполнена из 63 катушечных групп, по S последовательно согласно включенных катушек , причем

   катушечные группы с номерами 1,2 3, 28, 46, 47, 48 включены последовательно согласно в часть с номером 411;

   8

   10

   катушечные группы с номерами 4, 5, 6, 22, 23, 24, 49 включены последовательно согласно в часть с номером 412;

   катушечные группы с номерами 7, 25, 26, 27, 43, 44, 45 включены последовательно согласно в часть с номером 413;

   катушечные группы с номерами 11, 12, 29, 30, 55, 56 включены последовательно согласно в часть с номером 421 ;

   катушечные группы с 14, 31, 32, 33, 40, 51 включены последовательно согласно в часть с номером 422;

   катушечные группы с номерами 8, 9, 34, 35, 52, 53, 54 включены последовательно согласно в часть с номе- 20 ром 423;

   катушечные группы с номерами 19, 20, 215 37, 38, 39, 57 включены последовательно согласно в часть с номером 431;

   катушечные группы с номерами 40, 41, 42, 58, 59, 60

   15

   25

   10,

   номерами 13,

   15,

   включены по0

   5

   0

   следовательно согласно в часть с номером 432; I .

   катушечные группы с номерами 16,

   17, 18, 36, 61, 62, 63 включены последовательно согласно в часть с номером 433, первый, второй и третий средние выводы третьего переклю- .чател  соединены с концами частей с номерами 413, 421, 432 соответственно , первый, второй и третий верхние выводы третьего переключател  соединены с внешними выводами обмотки В, С и А соответственно, а три нижних вывода третьего переключател  соединены .вместе, где S - натуральное число .

   Aty

   «.., 50, SI

   « JJ

   16,17.16.16,61, 62,63

   P2

   P

   7,25.26,27,if3,tt, i5

   tfZt V-V

   IOJI,12,29,30,5S.S9

   ПЗ

   P2

   432

   i5.to,ti,t2,5a,ss,eo

   PZ

   S3 и

   S2 j} Y 45 ii i---I t

   з},ге,т ,Ч«

   «.25,/5,7

   фг,б/

   29 iS

   го (j

   38

   ..13,гг,31, o,ta,3e

   в

   ti а

   H Zt,

   eoz3

   Лиг.З

   5 n « § 5

   toui .N

   «

   Редактор A,Сабо

   Составитель А.Кецарис

   Техред Л.Олейник Корректор О,Лугова 

   Заказ 4337/57 . Тираж 631Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4