SU1494117A1

SU1494117A1 - Трехфазно-однофазна совмещенна электромагнитна обмотка

Info

Publication number: SU1494117A1
Application number: SU874274147A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Попов
Original assignee: В.И.Попов
Priority date: 1987-07-01
Filing date: 1987-07-01
Publication date: 1989-07-15

Abstract

Изобретение относитс к электромашиностроению. Цель изобретени - улучшение параметров дл каждой полюсности путем увеличени обмоточных коэффициентов. Обмотка выполнена двухслойной при числе пазов 51 из двенадцати распределенных катушечных групп (КГ) с концентрическими катушками и соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами дл полюсности P₁=2 и дополнительными однофазными зажимами дл полюсности P₂=2 от нулевых точек звезд. Перва фаза содержит первую, четвертую, седьмую, дес тую КГ, а их катушки включены последовательно в ветви звезд и в дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а конец подключен к началам ветвей звезд фазы. Катушки четных КГ включены в ветв х встречно относительно нечетных, а номера катушечных групп дл двух других фаз чередуютс относительно первой фазы с интервалами в четыре и в восемь групп. Втора , шеста , дес та КГ содержат по п ть катушек с шагами по пазам Y_NI=14-2(I-1), а остальные КГ - по четыре катушки с Y_NK=13-2(K-1), где I=1-5, K=1-4 - номера катушек в КГ. В ветв х каждой фазы включены дл ее КГ катушки : с номерами K=1, I=1 - в ветвь первой звезды, K=4, I=5 - в ветвь второй звезды, а остальные катушки - в дополнительную ветвь. 1 табл., 6 ил.

Description

Изобретеже относитс к обмоткам электрических совмещенных манин переменного тока и может примен(гтьс , например, в синхронных машинах с системах возбуждени от третьей гармонической пол .

Цель изобратени - улучшение параметров обмотки дл каждой полюсности путем повьппени обмоточных коэффг - циентов.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 - схема соединени фазы; на фиг.З и 4 - диаграммы сдвига осей катушечных групп дл полюсности р, 2 и Pg 6; на фиг.5 - чередование фазных зон; на фиг.6 - многоугольник НДС дл полюсности PI 2.

Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной при числе пазов 51 с номерам

314

ми от 1 до.51 из двенадцати катушечных групп (с номерами от 1Г до 12Г) с концентрическими катушками с шагами по пазам 1A-2(i-l)14, 12, 10, 8, 6 дл групп 2Г, 6Г, ЮГ и Упк 13- -2(k-I)13, 11, 9, 7 дл остальных групп, где - номера катушек в п ти- и четырехкатушечных группах. Фазы содержат катушечные группы с номерами: фаза перва - 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, фаза втора - 5Г, 8Г, ИГ, 2Г, фаза треть - 9Г, 12Г, ЗГ, 6Г, Обмотка соединена в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами С1, С2, СЗ дл полюсности р. 2 и дополнительными однофазными зажимами 01-02 дл полюсности р 6 от нулевых звезд. В каждой фазе в ветв х включены последовательно дл ее катушечных групп катушки с номерами и в ветвь первой звезды , и ,5 в ветвь второй звезды , а остальные катушки - в дополнительную ветвь, начало которой обра- зует зажим фазы, а ее конец подключен к началам ветвей звезд фазы (фиг.2)., причем катушки четных катушечных групп включены в ветв х встречно относительно нечетных. На фиг.1 верхний р д стрелок показьшает направлени трехфазного тока при питании обмотки через С1, С2, СЗ (р, 2), а нижний р д - направлени однофазного тока при питании обмотки через 01-02 (Р2 6) . Оси соседних катушечных групп смещены на углы, эл.град.: 60 ±06 дл р,2 (фиг.3;о(:, 15/4,25), 180 + ЗЫ,(фиг.4), где 51/12 4,25 - число пазов на полюс и фазу. Дл полюсности р, 2 векторы ЭДС катушечных групп образуют трехфазную симметричную систему, а дл полюсности- - однофазную систему с трем параллельными ветв ми. ЭДС катушек пропорциональны их коэффициентам укорочени Kyj- 81п(1Г-у / 1 2 ,75) и з1п(7-Уп/4,25.), где 51/12 4,25 и ,75 - полюсные делени Дл Рг 6 и р 2.

ЭДС отдельных ветвей фазы (см. фиг.2) с учетом угла сдвига осей групп (фиг.З и 4) равны: дл полюсности р, 2 ветвь СГ -01 0,09995( +2 dos 6) -ь 0,9882j-W 3,9829 W, ветвь Cl-02 0,7544(1+2 cos се ) + + 0,8336 + 0,6737 W k: 3,7826 W , т.е. они практически oд шaкoвы и их

7

среднее значение равно 3,8828-Wj.; ветвь С1-С1 (0,97681+0,8952)(1 + + 2 созрб) + 0,9957 + 0,9432 с W| 7,5478 хс ЭДС фазы равна (7,5478 с + 3,8828) W Лри числе витков фазы (8.с + 4,5) и при с 1,0 получаем ЭДС равной 11,4306 W, а обмоточный коэффициент равен К 11,4306/12,,9144; дл полюснос-- ти р 6 ЭДС цепи 01-02 равна (0,9957+0,5264)(1+2 cos 3d) + + 0,8952 + 0,1838 + О,7980 W 6,3915 W, при числе витков Ч W, а обмоточный коэффициент равен 6,3915/9 0,7102.

Если при ,0 дл полюсности Р 2 пр1ш ть ЭДС равной 400(380)В, то дл ЭДС 230(220)В получаем (7,5478.с + 3,8828) W 7,5478 , откуда находим С 0,36 и К. 6,60/7,,8943. При зтом параметры цепи дл полюсности р 6 остаютс неизменными, а сечен - е провода катушек дополнительной ветви измен етс обратно пропорционально козффи- циенту С, вследствие чего все пазы имеют одинаковый коэффициент заполнени медью. Значени коэффициента С могут быть и другими.

На фиг.5 и 6 номера пазов обозначены цифрами от 1 до 51, фазные зоны обмотки обозначены как A-Z-B-X-C-Y, их векторы изображены на фиг.6 в центре. Ири построении многоугольника МЦС (фиг.6) использована вспомогательна треугольна сетка, сторона которой-изображает вектор тока фазной зоны одного сло паза и прин та за единицу длины; кружочками на фиг.5 отмечены пазы со сторонами катушек дополнительных ветвей фаз, которые обтекаютс двойным значением тока дл полюсности р, 2 (см.фиг.2). По наружному многоугольнику (фиг.6) при ,0 определ ем: квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника 23/51 ; квадрат радиуса окружности, соответствующей основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом Крр 0,9144, R

( ||..0,9144- - ) 119,13386,

где (8.2+9)3/51 75/51 - среднее значение тока паза (в фазе 8 кл- тушек дополнительной ветви обтекаютс двойным током, а 9 катушек ветвей звезд обтекаютс вдвойне меньшим током ) ; коэффициент дифференциального

рассе ни (5д (Kg,/R) - l.lo 0,7764% характеризует процентное содержание высших (и низших) гармонических в кривой мне обмотки по прототипу . При значении коэффициента С 0,5, что соответствует обычной двухслойной обмотке с шагом катушек Уп(.р 10, многоугольник МДС изображен «а фиг.6 пунктирными лини ми и дл него получаем: К 2751/51; К (51/2) «0,9008 53,А61037, где 0,9008 при ,5;0д2 0,8991%.

Таким образом, пpe лaгaeмa обмотка (при ,0) имеет лучший коэффи- дифференциального рассе ни , чем обычна двухслойна обмотка при том же среднем шаге катушек по пазам. По сравнению с обмоткой по прототипу, дл которой ,846; ,589, предлагаема обмотка имеет более высокие значени обмоточных коэффициентов: в 0,9)44/0,,081 раза выше дл р, 2 и в 0,7102/0,,21 раза

выше дл р 6.

Предлагаема обмотка может примен тьс , например, на коре синхронных машин с системой возбуждени от третьей гармонической магнитного пол . Она замен ет собой две раздель- Hfcie обмотки кор машины: трехфазную основную с полюсностью р 2, работающую на генераторную нагрузку, и дополнительную однофазную с полюсностью р. 6, подключенную через блок регу- лировани возбуждени с вентил ми к обмотке возбуждени ротора (с демпферной обмоткой на полюсных наконечниках внополюсного ротора). Это способствует упрощению конструкции и технологии изготовлени машины, уменьшению расхода меди и изол ции пазов кор , повышению эксплуатационной надежности.

Дл упрощени изготовл и совме- щенной обмотки путем уменьшени числа междукатушечных, соединений целесообразно ветви фаз наматывать на шаблоне непрерывно, использу разные шаблоны дл намотки катушек {эазных ветвей фаз.

6

рмула изобретени

5 0

5

0 0

5 0

Трехфазно-однофазна совмещенна электромашинна обмотка, например дл синхронной машины с системой возбуждени от третьей гармонической магнитного пол , выполненна в 51-м пазу из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, состо щих из концентрических катушек, катушки соединены в две параллельные трехфазные звезды и три дополнительные ветви , причем конец каждой дополнительной ветви подключен к точке соединени одноименных, фаз звезд, выводы выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, пр1гчем катушки четных групп включены в ветв х встречно относительно катушек нечетных групп, номера групп фаз чередую -с относительно групп первой фазы с интервалами в четыре группы дл фазы второй и в восемь групп дл фазы третьей, отличающа - с тем, что, с целью улучшени электромагнитных параметров дл каждой полюсности путем повышени обмоточных коэффициентов, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ выполнены из п ти концентрических катушек с шагами по

у 14 - 2(1-1),

остальные катушечные группы выполнены из четырех концс.нтрических катушек с шагами по пазам (k-l), катушечные группы уложены в 51 паз с номерами от I до 51, причем 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 включены первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу второй звезды включены четвертые катушки тех же катушечных групп и п та катушка катушечной группы ЮГ, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки тех же катушечных групп, где , 2, 3, 4, 5; , 2, 3, 4 - номера катушек.

ЗГ, 4Г, 5Г, 7Г, 9Г, 11Г, 12Г

6Г, ЮГ

13

1 1

9

7

14

12

10

8

6

0,9995 0,9768 0,8952 0,7594 0,9882 ,9957 0,9432 0,8336 0,6737

-0,9957 -0,7980 -О,1838J 0,5264 -0,8952 -0,9618 -0,5264 ) 0,1838 0,7980 1

W,

cW,

WK WK cW,

W.

nrtrIf ЗГЧГ 5Г бГ 7Г8ГЗГЮГ 11Г

01 02 Фие.2

Ш

Фигл

1 3 5 7 9 11 12 15 П W 21 23 25 27 29 31 JJ 35 37 39 41 «J 5 47 /9 J/

Фиг. 5

i

2

4J,

7

4й

9

50

Редактор И.Рыбченко

Составитель А.Кецарис

Техред Л.ОлийныкКорректор М.Васильева

Заказ 4123/51

Тираж 646

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

11

10

31

3D

Подписное

Claims

ормула изобретения например, на якоре синхронных системой возбуждения от гармонической магнитного позаменяет собой две раздель30 звезды и три дополнительные ветдричем конец каждой дополнительветви подключен к точке соединеодноименных. фаз звезд, выводы

Трехфазно-однофазмая совмещенная электромашинная обмотка, например для синхронной машины с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, выполненная в 51-м пазу из двенадцати катушечных групп с номерами от 1Г до 12Г, состоящих из концентрических катушек, катушки соединены в две параллельные трехфазные ви, ной н ия выполнены из нулевых точек звезд и начал дополнительных ветвей, пр1гчем катушки четных групп включены в ветвях 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 фазы третьей, отличающаяс я тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров для каждой полюсности путем повышения обмоточных коэффициентов, катушечные группы с номерами 2Г, 6Г, ЮГ выполнены из пяти концентрических катушек основную с полюсностью р^ =2, работающую на генераторную нагрузку, и дополнительную однофазную с полюсностью Р₂ =6, подключенную через блок регулирования возбуждения с вентилями к обмотке возбуждения ротора (с демпферной обмоткой на полюсных наконечниках явнополюсного ротора). Это способствует упрощению конструкции и технологии изготовления машины, уменьшению расхода меди и изоляции пазов якоря, повышению эксплуатационной надежности.

с шагами по пазам у = 14 - 2(1-1), остальные катушечные группы выполнены из четырех концентрических катушек с шагами по пазам v=13-2(k-l), катушечные группы уложены в 51 паз с номерами от 1 до 51, причем 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 включены, первые катушки катушечных групп 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, в первую фазу второй

Для упрощения изготовления совмещенной обмотки путем уменьшения числа междукатушечных, соединений целесообразно ветви фаз наматывать на шаблоне непрерывно, используя разные шаблоны для намотки катушек разных ветвей фаз.

45 звезды включены четвертые катушки тех же катушечных групп и пятая катушка катушечной группы ЮГ, в первую дополнительную ветвь включены остальные катушки тех же катушечных групп, ₅₀ где i=l, 2, 3, 4, 5; k=l, 2, 3, 4 номера катушек.