SU1257765A1 - Трехфазна полюсопереключаема обмотка на два числа пар полюсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано в асинхронных короткозамкнутых -электродвигател х. Цель изобретени  - расширение области применени  путем получени  чисел пар полюсов 4:5. Обмотка вьтолнена на равномерно распределенных катушек, соединенных в дев ть частей, и трех переключателей , к выводам которых подсоединены концы и начала катушек. Обмотка выполнена из шестидес ти катушек, причем в первую часть включены катушечные группы по 5 последовательно-согласно включенных катзтпек с номерами, 1,2,3,4,16,49,50; во вторую - 5, 17,18, 19,20,31,32; в третью- 33, 34,35,46,47,48; в четвертую - 25,37, 38,39,40,51,52; в п тую - 6,7,8,53, 54,55; в шестую - 9,IQ,21,22,23,24, 36; в седьмую - 13,14,15,26,27,28; в восьмую - 29,30,41,42,43,44,56; в дев тую - 11,12,45,57,58,39,60. Така  обмотка создает вращающеес  магнитное поле при включении в трехфазную сеть с другой угловой скоростью , а именно с п тью парами полюсов . 4 ил. 2 табл. i СО с (if t/ff. 1

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам и может быть применено в асинхронных короткозамкнутых электродвигател х со ступенчатым регулированием угловой скорости путем переключени  числа пар полюсов ста- торной обмотки, в частности в асинхронных приводах колесных пар, эскалаторов метрополитена, компрессоров вентил торов и -насосов на локомотивах .

Цель изобретени  - расширение области применени  обмотки путем обеспечени  отношени  чисел пар полюсов 4:5.

На 4иг.1 изображена принципиальна  электрическа  схема п{)едлагае-- мой обмотки при 5 I, Z 60, на

1,2,3,4,16,49,50 5,17,18,19,20 33,34,35,46, (411)31,32 .(412)(413)

6,7,8,53,54,559,10,21,22,23,24,36, (422)(423)

29,30,41,42,4311,12,45,57,58,59,

44,56 (432)60 (433)

Примечание.В скобках указаны номера частей обмотки, в которые

вход т соответствуюпше катушечные группы. При переходе от схемы с четырьм  Q парами полюсов (Р, 4) к схеме с п тые парами полюсов () части 411, 422, 433 остаютс  в составе прежних фаз, части 412, 423, 431 переклю-- чаютс  в соседние фазы справа (из фазы А в фазу & , из В в С , из С в А ), части 413, 421, 432 переклю45

литуды пространственной гармоники МДС с периодом 2 Tj , т.е. обмотка создает вращающе ес  магнитное поле с п тью парами полюсов (P,). При обоих включени х фазы обмотки соединены по схеме звезда.

На фиг.2 и 3 цифрами 1-60 обоз-, начены номера катушек, к которым относ тс  соответствующие векторы из 8 - в А ). Следовательно при верх- „ ЭДС, а одним, двум  и трем  штриха- нен положении переключателей обеспе- ми отмечены векторы ЭДС катушек, вхочаютс  в соседние фазы слева (из фазы В - в фазу С , из С - в В

чиваетс  максимальное значение амп- литудь пространственной гармоники МДС с периодом 2, f D /4, т.е.обмот- ка создает врашающеес  поле с четырьм  парами полюсов (Р,4) , а при нижнем положении переключателей обеспечиваетс  максимальное значение ампфиг .2 - векторна  диаграмма пазовых ЭДС обмотки при Р, А; на 4иг.З - то же, При Rj 5; на фиг.4 - развертка обмотки. На фиг. 1 ЧП, 412,

413,421, 422, 423, 431, 432, 433 обозначают номера дев ти частей обмотки , П, и Пд - трехполюсные переключатели , с помощью которых производитс  переключение числа пар

полюсов. Верхнему положению переключателей соответствует включение обмотки на 4 пары полюсов (Р, « 4), а нижнему - на 5 пар полюсов (Р 5),

В состав фаз А ,В, С при р азлич- ных числах полюсов вход т последовательно-согласно включенные катушечные группы, указанные в табл.1.

Таблица 1

етствуюпше катушечные группы. Q

45

литуды пространственной гармоники МДС с периодом 2 Tj , т.е. обмотка создает вращающе ес  магнитное поле с п тью парами полюсов (P,). При обоих включени х фазы обмотки соединены по схеме звезда.

55

д щих в фазы А ,в,С соответственно. Предлагаема  обмотка при обоих числах пар полюсов  вл етс  симметричной , имеет одинаковые фазные зоны шириной 2Т/3 эл.рад, а также одинаковое число одинаково включенных - катушек под разными полюсами, т.е.

обмотка  вл етс  целой и не создае низших гармоник МДС.

На фиг.4 цифрами 1-60 обозначен номера пазов, а буквами Н и К - начала и концы соответствующих чисел обмотки.

Обмотка работает следующим образом.

При установке переключателей П, и положение, обозначенное Р, замыкаютс  цепи между верхними и средними контактами переключателей и катушечные группы распредел ютс  по фазам Д ,8, С так, как указано в табл.1. При подключении обмотки к трехфазной сети по ней протекают синусоидальные токи и обмотка создает в воздушнсм зазоре асинхронного двигател  магнитное поле с четырьм  парами полюсов. При установке переключателей П, и П, в положение , обозначенное Р , замыкаютс  цепи между нижними и средними контактами переключателей и катушечне группы также распредел ютс  по фазам А ,6, указано в табл.1. При включении в трехфазную сеть така  обмотка создает в воздушном зазоре асинхронного двигател  магнитное поле, вращающеес  в том же направлении , что и при Р - PI но с другой угловой скоростью в результате чего обеспечиваетс  ступенчатое регулирование угловой скорости двиг..

Сравнение полюсопереключаемых обмоток производитс  по следующим параметрам.

- по энергетическим характеристикам асинхронного двигател  с обЧисло пазов Схема пединени  фаз Фазна  зона, град Симметри  обмотки по фазам

10

5

20

577654

моткой данного типа, которые оцениваютс  ДОПУСТИМЫМИ значени ми момента М , полезной мощности Р и коэффициента пропорциональности в 5 формуле момента нагрузки вентил торного типа (м KM) при одинаковых допустимых значени х индукции в воздушном зазоре (Вс 8с ) и

OVOKC А

плотности тока в про.водах, допустимой по услови м нагрева. При этом - за допустимую нагрузку (А const или PJ const или М Кд,Л) принимаетс  минимальна  из двух ее значений , соответствующих разным чиспам пар полюсов;

- по фильтрующим .свойствам обмотки , которые оцениваютс  относительными значени ми обмоточных коэффициентов , Х„. /Х, , (9 2,3,..) или с ПОМОЩЬЮ коэффициента дифференциального рассе ни  К . Отдельно оцениваетс  наличи е низших (0 1) пространственных гармоник с кривой ВДС F(x), которые вызывают вибрации 25 и шум при работе асинхронного двигател , снижают его надежность и уменьшают КОД;

-по сложности схемы управлени , которые оцениваютс  числом коммутационных аппаратов и числом пар их контактов;

-по сложности 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 произведени  обмоточного коэффициента на коэффициент использовани  (

Результаты представлены в табл.2.

Таблица 2

0

5

Симметрична

по параллельным ветв м

Аппаратура управлени 

Коэффициент распределени 

Коэффициент использовани 

Полюсное деление Шаг обмотки Коэффициент укорочени 

Обмоточный коэффициент, К,,,

WdKc

L,, ...

Симметрична 1: -выкл. + 1 перекл. 2 перекл.2 перекл.

0,8080,721

11

9,07,2

7

0,9400,999

0,7600,820

0,9771,0

gj 742Oj,82

0,8660 293

0,831 0,837 0,833 0,8

I

96

6,0 0,966 1,0

1I

7,5 6,0

6,0

0,951 1,0

0,720 0,837 0,79.2 0,8

0,778 1,00,846 1,0

0,56 0,837 0,67 0,8

Примечание, В знаменателе приведены данные дл  обмотки 2j.

Из табл,2 видно, что предлагаема  обмотка по величине обмоточного коэффициента 0 и величине момента М не уступает обмотке-прототипу, хот  и отличаетс  от нее числами пар полюсов.

Отсутствие низших гармоник в кривой МДС и значительное уменьшение К д ,

Продолжение табл.2

0,831 0,837 0,833 0,837

6

6,0 1,0

1I

7,5 6,0

6,0

0,951 1,0

0,720 0,837 0,79.2 0,837

0,778 1,00,846 1,0

0,56 0,837 0,67 0,837

обеспечивает увеличение срока службы и увеличение КПД двигател  с предлагаемой обмоткой благодар  ослаблению вредного вли ни  паразитных гармоник МДС (уменьшение вибраций и шума, уменьшение потерь).

Наблюдаетс  увеличение мощности двигател  в приводах посто нной мощности , а также уменьшение тока холостого хода двигател  благодар  увеличению обмоточного коэффициента Кроме того, предлагаема  обмотка обеспечивает значительно лучшее использование двигател  в приводах с различным характером нагрузки: в приводах с посто нным моментом нагруки , в приводах посто нной мощности, в приводах с вентил торной нагрузкой .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Трехфазна  полюсопереключаема  обмотка на два числа пар полюсов двухслойна , с целым числом катушек на фазнуй зону шириной ZT/S эл.рад, соединенна  в звезду при обоих чис- лах пар полюсов, состо ща  из одинаковых , равномерно распределенных катушек, соединенных в дев ть час-; тей 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, нижний и средний, и образует в каждой группе одну цепь между средним и верхним (при меньшем числе пар полюсов) или между средним и нижним (при большем числе пар полюсов) выводами причем начала частей с номерами .411, 422, 433 соединены с веншними выводами обмотки А ,б 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 средним выводами первого переключател , а их концы - с первым, вторым

   0

   0

   и третьим верхними выводами второго переключател , начала частей 413, . 421, 432 соединены с первым, вторым и третьим выводами второго переключател , а их концы соединены вместе, кроме того, каждый переключатель снабжен перемычками, соедин ющими первый нижний с вторым верхним, второй нижний с третьим верхним и третий нижний с первым верхним выво- ,. дами, отличающа с  тем, что, с целью расширени  области применени  обмотки путем выполнени  отношени  чисел пар полюсов 4:5, 5 обмот ка выполнена из 60 катушечных групп, по 5 последовательно-согласно включенных катушек, причем катушечные группы с номерами 1,2,3,4,16,49, 50 включены последовательно согласно в часть с номерами 411; катушечные группы с номерами 5,17,18,19,20, 31 ,32 включены аналогично в часть с номером 412; катушечные группы с номерами 33,34,35,46,47,48 включены аналогично в часть с номером 413.; катушечные группы с номерами 25,37,38, 39,40,51,52 включены анапогичн а в часть с номером 42 Г; катушечные группы с номерами 6,7,8,53,54,55 включены аналогично в часть с номером 422; катушечные группы с номерами 9,10,21, 22,23,24,36 включены аналогично в часть с номерсм 423; катушечные группы с номерами 13,14,15,26,27,28 включены аналогично в часть с номером 431; катушечные группы с номерами 29,30,41,42,43,44,56 включены аналогично в часть с номером 432; катушечные группы с номерами 11,12, 45,57,58,59,60 включены аналогично в часть с номером 433, где 5 - натуральное число.

   5

   0

   5

   .4.,r,5,l9

   fo.n.y, б,газб,к «д S8

   ffte.l.M

   S. ft.-Si. if

   п.г,х, tie. во

   пгз.за. 7. уд

   H«. f. ff. «ff.si

   S.fr,33.

   «s,r

   Фив.2

   Фиг. у

   MtfSr

   ffVff

   tft/fS

   атвмЯ

   |e.«r/r«5

   РиЛ «

   fffff HVft ftvn

   Редактор Л.Пчелинска 

   Составитель A. Кецарис Техред Л.Сердюкова

   Заказ 5036/54

   Тираж 631 .. Подписное

   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

   Корректор Л.Пилипенко