SU1485356A1 - Трехфазно-однофазная совмещенная обмотка якоря - Google Patents

Description

Изобретение относится к электромашиностроению, Цель изобретения улучшение параметров для каждой по.люсности, расширение функциональных возможностей. Обмотка якоря выполнена в 51 пазе из двенадцати распределенных «катушечных групп с двухслойными концентрическими катушками и соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами для полюсности р =2 и дополнительньми однофазными зажимами для полюсности

р =Ь от нулевых точек звезд. Фаза первая содержит катушечные группы первую, четвертую," седьмую, десятую, и их катушки включены последовательИзобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин пе- ременного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например в синхронных машинах с систе2

но в ветви звезд и в дополнительнуюветвь, начало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам ветвей зёезд фазы. Катушки четных катушечных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных, а номера катушечных групп для двух других фаз чередуются относительно первой фазы' с интервалами в четыре и в восемь групп. Катушечные группы вторая, шестая, десятая содержат по пять катушек с шагами по пазам γ_Πι·= =14-2(ί-1), а остальные катушечные группы - по четыре катушки с У₍₎

= 13-2(к-1), где ί=1-5 и к=1 —4 - номера катушек в катушечных группах,

В ветвях фазы первой включены для ее катушечных групп катушки с номерами к=1 и ΐ=1 - в ветвь первой звезды, к=4, и ί=4,5 - в ветвь второй звезды, к=2,3 группы четвертой и ϊ=2,3 в ветвь третьей звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. Дополнительные зажимы для полюсности р^ выполнены от нулевых точек первой и второй звезд, а нулевая точка третьей звезды образует дополнительный нулевой зажим обмотки для подключения на фазное напряжение однофазной генераторной нагрузки,, 6 ил,

1 табл.

мой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, в одномашин ных преобразователях частоты и числа фаз и др„

Цель изобретения - расширение

функциональных воз^жностей обмотки

5 Ц „„1485356 А1

3

1485356

4

путем выполнения дополнительного нулевого зажима для подключения на фазное напряжение однофазной генераторной нагрузки, а также улучшение параметров путем повышения обмоточ- $ ных коэффициентов₀

На фиг,1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг о2 - упрощенная схема соединений фазы С1; на ю

фиг.З и 4 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р₍ =2 ..

(фиг.З) и Р|,=6 (фиг.4)} на фиг.5и6чередования фазных зон и многоугольник МДС для полюсности р .,=2,, 15

Обмотка (фиг,1) выполнена двух слойной в 51 пазе с номерами 1-51 из двенадцати катушечных групп (с номерами 11 - 125) :с концентрическими катушками с шагами по пазам у_б = 20

=14—2(ΐ—1)=14, 12, 10, 8 и 6 для групп 2Г, 6Г, юг и у_ПА =13—2(к—1 )=13,

11, 9 и 7 для остальных групп, где ί=1-5 и к=1—4 - номера катушек в пяти- и четырехкатушечных группах,, Она 25 соединена в три параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2 и СЗ для полюсности р,=2, дополнительными однофазными зажимами 01—02 для полюсности р_г=6 от нуле- 30 вых точек первой и второй звезд, дополнительным нулевым зажимом 0 от нулевой точки третьей звезды. Фаза первая содержит группы первую, четвертую, седьмую, десятую и их катуш- 35 ки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг.2): катушки с номера-49 ми к=1 и ί=1 - в ветвь первой звезды, с номерами к=4 и ϊ=4,5 - в «ветвь второй звезды, с номерами к=2, 3 группы четвертой-и ί=2,3 - в .ветвь третьей звезды, а остальные катуш- 45 ки - в дополнительную ветвь. Катушки . четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных, а номера групп для двух других фаз чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. На фиг.1 верхний ряд стрелок показывает направления трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2 и СЗ ' (р,=2 ), а нижний ряд - направления однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (р^=б), Оси соседних групп смещены на углы в эл.град, :

60°±Ы для р ₁=2 (фиг.З; </ = 15 74,25),

и 180°±3о^ для р₂=6 (фиг.4), где 51/12 =4,25 - число пазов на полюс и фазу. Вектора ЭДС катушечных групп образуют трехфазную симметричную систему для р₇=2 и однофазную систему с тремя параллельными ветвями для Р₂=6. ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения Ку_г =

=3ΐη( 1ίγ_η/12,75) и Ку£=51п( ?у_и/4,25) где 51/4=12,75.и 51/12=4,25 - полюсные деления (см.таблицу).

ЭДС отдельных ветвей фазы (фиг,2) с учетом углов сдвига осей групп (фиг.З) для полюсности р₁=2‘. ветвь С1' -01 [0,9995, (1+2соз</)+0, 9882]!^=

=3,9829№_к, ветвь С1'-02 [0,7594 (1 + +2сов</)+0,8336+0, 6737 ] N _к=3,78261/_к, ветвь С1.^у -0 (0,9768+0,8952+0,9957+

+0,9432)1/_к=3,81091/ , т.е, эти ЭДС практически одинаковы и их среднее ₍ значение равно 3,85881/_к; ветвь С1-С1 (0,9768+0,8952)2соз </с1/_к=3,7369 -с!/_и; ЭДС фазы равна (3,7369·ο+3,8588)1/_к при числе витков фазы равном (4-с+ +13/3) и при с=1,0 получают ЭДС фазы равной 7,59571/ и обмоточный коэффициент К₀5_г-7,5957/(4+13/3)=0,9115.

Для полюсности р ₂=6 цепи 01-02 ЭДС равна [(0,9957+0,5264)(1+2созЗД)+ +0,8952+0,1838+0,7980)1/_к=6,39151/,_к( . при числе витков 91/ « и обмоточный коэффициент равен Κ_οί·^=6,3915/9=81 =0,7102.

Если при'с=1,0 ЭДС фазы обмотки для ρι=2 принять за 400 (380) В, то для напряжения 230 (220) В получают (3,7369· с+3,8588)1/_к=7,5 957И_К//3, откуда находят с=0,14 и Κ„£ΐ =0,8955; при с=1/3 получают Коб^О,9008. Для различных значений коэффициента с сечение провода катушек дополнительных ветвей фаз изменяется обратно пропорционально коэффициенту с, поэтому для всех пазов коэффициент заполнения медью остается одинаковым. При этом параметры цепи 01-02 для полюсности р^ = 6 сохраняются неизменными.

, На фиг.5 и 6 номерами 1-51 пронумерованы пазы обмотки, чередования фазных зон для р_А=2 (зоны обозначения Α-Ζ-Β-Χ-Ο-Υ) показаны на фиг.5, где точками отмечены пазы, в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз, обтекаемые втрое большим током по сравнению с другими катушками; среднее значение тока паза (при с=1,0) равно

5

1485356

6

(4-3+13)3/51=75/51. На фиг.6 в центре показаны вектора токов фазных зон и для построений многоугольника МДС использована вспомогательная треугольная сетка,сторона которой .изображает вектор тока одного слоя паза фазной зоны и принята за единицу длины. Из наружного многоугольника фиг о6 (при с=1,0 )находят квадз рат среднего радиуса пазовых точек

=6183/51; квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом Κ_οί=0,9115 - К^=(|1 Ό, 9115 *

75 я

*^у) = 118,37938; коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки 6,^1(8^/8^-13- 100=2,4125%.\ При с=Г/3 многоугольник МДС показан на фиг.6 пунктирными линиями и для

него 8^=2751/51 ; 8^=(^ 0,9008/ =

=53,461037; 6^=0,8971%.

По сравнению с известной обмоткой, для которой 8^=0,846 и К_οί^=0,589, предлагаемая обмотка имеет более высокие значения обмоточных коэффициентов: в 0,9115/0,846=1,077 раза для р^2 ив 0,7102/0,589=1,21 раза для р,=6. Кроме того, предлагаемая обмотка допускает подключение к ней на фазное напряжение однофазной генераторной нагрузки (между зажимом 0 и од— ним из зажимов С1, С2 и СЗ), что расширяет ее функциональные возможности.

Предлагаемая обмотка может применяться, например на якоре синхронных машин серии ОС с системой возбуждения от третьей гармонической поля. Она заменяет две раздельные обмотки якоря серийной машины: трехфазной основной с полюсностью Р₁^2 и дополнительную однофазную с полюсностью Р₂=6, подключенную через ветильный блок к обмотке возбуждения явнополюсного ротора с демпферной обмоткой на его полюсных наконечниках. Это об стоятельство упрощает конструкцию машины и ее изготовление, уменьшает расход меди и изоляции на якоре, повышает эксплуатационную надежность машины.

Claims (1)

1. Формула изобретения Трехфазно-однофазная совмещенная

   обмотка якоря, например синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 51 пазу с номерами от 1 до 51 из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, соединенных в параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точ-, ке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно нечетных групп, а номера групп фаз чередуются относительно групп первой ' фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй и в восемь групп для фазы третьей, отличающаяся тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров для каждой полюсности путем увеличения обмоточных коэффициентов и снижения дифференциального рассеяния,число трехфазных звезд выполнено равным трем, а катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ выполнены из пяти концентрических катушек с шагами по пазам у=14-2(ί-1)у остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по пазам у=13-2(к-1), причем начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1,5,10,14,18,22 22,27,31,35,39,44,48 соответственно, в первую фазу первой звезды включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп 1Г, 4Г,_:7Г,

   ЮГ и пятая катушка катушечной группы ЮГ, в первую фазу третьей звезды включены вторые и третьи катушки катушечных групп ЮГ, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп ЗГ, 4Г,

   7Г, ЮГ, где 1=1,2,3,4,5, к=1,2,3,4-·,

   номера катушек.

   7 1А85356 8

   Номера катушечных групп --------_- V - η ~· ^К 52 Куб Число витков катушек

   1Г_Э ЗГ, 4Г 13 0,9995 -0,9957 5Г, ' 7Г, 8Г 1 1 0,9768 -0,7980 9Г, 11Г, 12Г 9 0,8952 -0,1838 7 0,7594 0,5264 14 0,9882 -0,8952 12 0,9957 -0,9618 2Г, 6Г, ЮГ 10 0,9432 -0,5264 8 0,8336 0,1838 6 0,6737 0,7980

   *-для групп 4Г, 8Г, 12Г - с=1,0.

   Фиг. Ч

   .1485356

   А· |/, 0·· ц к·,· и, и·· Ц и·.· 1* 1£·· к Л\1·· |й ‘1 .1. . т- и·· и 1"1*1 ι"γί*ττ |У·· м 1 1 Т *| г 1 1 * 1 Ιζ·· |я к·· к 1у·· ΐ/ζ

   / <7 5 7 9 // 13 15 17 19 21 23 2527 29 31 33 35 37 33 V 43454749 5.1 Фиг. 5