SU1485357A1 - Совмещенная трехфазн0-0дн0фазная якорная обмотка - Google Patents

Description

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретенияулучшение параметров путем увеличе- : ния обмоточных коэффициентов для каждой полюсности. Обмотка выполнена

в 51 пазе из двенадцати распределенных катушечных групп с двухслой-. ными концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например в синхронных машинах с системой возбуждения от третьей гармонической : магнитного поля, в одномашинных пре-, образователях частоты и числа фаз и др."

2

для полюсности Р₁=2 и дополнительными однофазными зажимами для полюсности р^=6 от нулевых точек звезд.

Фаза первая содержит катушечные группы первую, четвертую, седьмую., деся\ ν

тую, и их катушки выполнены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы и ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных катушечных групп включены в ветвях встречно относительно ν нечетных, а номера катушечных групп для двух других фаз чередуются относительно первой фазы с интервалами в четыре к в восемь групп, Катушеч- ® ные группы вторая, шестая, десятая содержат по пять катушек с шагами по пазам у_;-I4-2(ί-Ι), а остальные катушечные группы - по четыре катушки с у_п¢=13-2(к-1), где 1=1-5 и к=1—4 - номера катушек в катушечных группах. В ветвях каждой фазы включены для ее катушечных групп катушки с номерами к=1 ~ в ветвь первой звезды, к=4 и £=5 ~ в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 6 ил,.1 табл,

Целью изобретения является улучшение электромагнитных параметров пу'-·. тем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 - упрощенная схема соединений ее фазы; на фиг.З и 4 - диаграммы сдвига осей катушечных групп для полюсности р/=2

δ У „„ 1485357 А1

3

1485357

4

(фиг.З) и р₂=6 (Фиг о 4); на фиг.5 и 6 - чередования.фазных зон и многоугольник МДС для полюсности р =2.

Обмотка (фиг,1) выполнена двух- . слойной в 5Ϊ пазе с номерами 1-51 из двенадцати катушечных групп (с номерами 1Г - 12Г) с концентрическими катушками с шагами по пазам у = =14-2(ΐ-1)=14, 12, 10, 8 и 6 для групп 2Г, 6Г, ЮГ и с у =13—2(к—1)= =13, 11, 9 и 7 для остальных групп, где х=1-5 и к=1-4 - номера катушек в группах. Она соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2 и СЗ для полюсности р₁=2 и дополнительными однофазными . зажимами 01-02 для полюсности р₂=6 от нулевых точек звезд. Фаза первая содержит катушечные группы 1Г, 4Г, 7Г и ЮГ и их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы и ее ко-·, нец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг.2): катушки с номерами к=1 - в ветвь первой звезды, с номерами к=4 и ΐ=5 - в ветвь второй звезды, остальные катушки - в дополд нительную ветвьпричем катушки четных групп включены в ветвях встречно относительно, нечетных. Две другие фазы выполнены аналогичным образом и‘Номера их групп 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 однофазно- дд го тока при питании обмотки через 01-02 (р₂=6). Оси соседних катушечных групп смещены на углы (в эл. град.): 60°±ь!для Р₁=2 (фиг.З; о( =

= 15°/4,25) и 180° + 3</ для р₂=6 45

(фиг.4), где 51/12=4,25 - число пазов на полюс и фазу. Вектора ЭДС катушечных групп образуют -трехфазную симметричную систему для р =2 и однофазную систему с тремя параллельными ^д ветвями для Рз=6. ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочения К ^=31п(??у_п/1 2,75) и К у,=

=5Ϊη(?у_п/4,25),'где 51/4=12,75 и 51 /1 2=4,25 - полюсные деления (см.таб- $$ лицу).

ЭДС ветвей фазы (фиг. 2), с учетом 'углов сдвига осей групп (фиг.З) для полюсности р ,=2, равны: для ветви

С1' -01 0, 9995 -(1+2соз о()К _к=2,9947К_(<, для ветви С1'-02 .[ 0,7594 · (1+2со зо<)+ +О,6737]М_к=2,949ОМ_к, т.е. эти ЭДС . практически одинаковы и их среднее значение равно 2,971917 ; для ветви С1-СГ [(0, 9768+0,8952) (1+2соз с( + +0,9882+0,9957+0,9432+0,83363· сИ_к= , = 9,3696-сМ _к; ЭДС фазы равна (9,3696^ 10 хс+2,9716)И_к при числе витков в фазе равном (Ю-с +3,5)17^ и при с=1,0 получают ЭДС фазы равной 1 2,341517 и обмоточный коэффициент Κ_οί· = =123415/13,5=0,9142. Если при с=1,0 15 принять ЭДС фазы для р =2 за 400

(380) В, то для напряжения 230 (220) В получают ЭДС (9,3696-0+2,9719)17^

= 12,341517^/ /З, откуда находят с=0,44 и К_О15₂=7,0945/7,9=0,8980; при с=0,5 20 получают К_об1=0,9008.

ЭДС цепи 01-02 для полюсности р₂= р =6 не зависит от коэффициента с и равна £(0, 9957+0,5264) ( 1+2созЗ с() +

+0, 7980)17 _к=5,31 2517 при числе витков 25 цепи 01-02 равном 717_к, а обмоточный коэффициент равен К_о6=5,3125/7= =0,7589. При изменении коэффициента, с обратно пропорционально ему изменяется сечение провода, вследствие 30 чего для всех пазов сохраняется одинаковый коэффициент заполнения медью» Коэффициент с может принимать и другие значения. ·

Предлагаемая обмотка имеет элек35 тромагнитно независимые разнополюсные цепи (после с р_и =2 не наводит ЭДС на зажимах 01-02, а поле с р^=6 не наводит ЭДС на линейных зажимах С1, С2 и СЗ) и по сравнению с известной обмоткой, для которой К_о5=

= 0,846 и Κ_ο6έ=0,589, у нее выше обмоточные коэффициенты: в 0,9142/0,846=

= 1,081 раза для р =2 и в 0, 7589/0, 589= =1,29 раза для р_г=6.

На фиг.5 и 6 номерами 1-51 пронумерованы пазы обмотки; чередования фазных зон для р =2 показаны на фиг.5 (зоны обозначены Α-Ζ-Β-Χ-С-У) и кружочками отмечены пазы, в которых расположены стороны катушек дополнительных ветвей фаз,, обтекаемые двойной величиной тока, а среднее значение тока паза равно (10-2+7)3/51 = =81/51. На фиг.6 в центре показаны векторы токов фазных зон, а для построений многоугольника использована вспомогательная треугольная сетка 3, сторона которой изображает вектор тока одного слоя паза и принята за

1485357

6

единицу длины, По наружному многоугольнику МДС фиг,6 (при с=1,0) определяют: квадрат среднего радиуса пазовых точек по теореме косинусов К ^=7263/51 ; квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом К _о&2=0,9142-Е^=(” 0,9142 *

δ 1

х ё-у)^{2 =} 138,89694; коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание в кривой МДС высших и низших гармонических 6₉₁= С(Е^/Е₂) «-1 2 100=2,5305%. При с=0,5 многоугольник МДС построен на фиг,6 пунктирными линиями и по нему определяют: Е -2751/51; Е₂ '=(“•0,9008)2 = 53,461037 и 0^_г =

= 0,8981%.

Предлагаемая обмотка может применяться, например на якоре синхронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля о Она исследована на якоре синхронных машин, изготовленных на базе синхронных генераторов с такой системой возбуждения, заменяет собой две раздельные обмотки якоря серийной машины: трехфазную основную с полюсностью р_а=2, подключаемую к трехфазной нагрузке, и дополнительную .однофазную с полюсностью р₂=6, подключаемую через блок регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения явнополюсного ротора, имеющего на полюсных наконечниках демпферную обмотку,, Применение предлагаемой совмещенной обмотки в генераторах позволяет упрощать конструкцию и изготовление машины, улучшать параметры для полюсностей р^=2 и р^=6, уменьшать расход меди и изоляции на якоре, повышать эксплуатационную надежность машины. Такую обмотку можно применять также в других типах совмещенных электрических машин с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе.

Для упрощения изготовления обмотки путем уменьшения числа междукатушечных соединений целесообразно наматывать катушки ветви фазы.на шаблоне непрерывно.

5 _Λ

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Совмещенная трехфазно-однофазная якорная обмотка, например для сннх•)0 ронных машин с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного ι поля, выполненная в 51 пазу с номерами от 1 до 51 из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до

   15 12Г, выполненных из двухслойных концентрических катушек, соединенных . в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви, причем конец каждой дополнительной вет20 ви подключен к точке соединения одноименных фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, причем катушки четных групп включены в ветвях *

   25 встречно относительно катушек нечетных групп, а номера групп фаз чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы для фазы второй и в восемь групп для

   30 фазы третьей, о тличающаяс я тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточных коэффициентов для каждой полюсности, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ выполнены из пяти концентрических катушек с шагами по пазам у=14-2(1-1), остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических кату40 шек с шагами по пазам у=13-2(к-1), начала катушечных групп от 1Г до 12Г уложены в пазы 1, 5, 10, 14, 18, 22, 27, 31, 35, 39, 44, 48 соответственно, в первую фазу первой звезды

   45 включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, в первую фазу, второй звезды включены четвертые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г и пятая катушка катушечной группы ЮГ,

   50 в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, где'1=1,2,3, 4,5; к=1,2,3,4 - номера катушек.

   7

   1485357

   8

   Номер катушечной группы ^Ул К х. 72 ^К76 Число витков катушек 1Г, ЗГ, 4Г, 5Г 13 0,9995 -0,9957 1 1 0,9768 -0,7980] 9 0,8952 -0,1838 сЬ _к 7Г,8Г,9Г,11 Г,12Г 7 0,7594 0,5264 2Г, 6Г, ЮГ 14 0,9882 -0,8952] 12 0,9957 -0,9618 сК_к 10 0,9432 ‘-0,5264 8 0,8336 0,1838, 6 0,6737 0,7980 Ъ’к

   Фиг.1

   1485357

   Лоо |°^ο°ρΖ|^⁰⁰ |Хоо |Соо |ооТоУЦоо |Ζοο |#оо |ооооЛ|£оо |У</

   /4 13

   °°|Ζ⁰⁰ |5°° 1х°° |^оооо|уо'о ,400^(70.0¹ |Яооо|Хо’о |^оо' |уоо’|Доо

   ^{Т 11}' ' ' ' ' ' ^{1 1 1 1 1 1} ϊ'¹ I I ¹ I I II—г-гг‘| |" I I I 1| 1' "Г I» I 111*11' I— г*1 I у"

   Г 3 5 7 5 // /3 /5 /7 /5 Л 23 25 Я 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 45 51 №г.5