SU983922A1

SU983922A1 - Three-phase pole-switchable winding

Info

Publication number: SU983922A1
Application number: SU813321560A
Authority: SU
Inventors: Григорий Михайлович Киричек
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1981-07-21
Filing date: 1981-07-21
Publication date: 1982-12-23

Description

Изобретение относится к скоростным полюсопереключаемым обмоткам электрических машин переменного тока.The invention relates to high-speed pole-switchable windings of electrical AC machines.

Известна трехфазная полюсопереключаемая обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 £1J . ⁵ Known three-phase pole switchable winding with the ratio of the numbers of pairs of poles 2: 3: 4 £ 1J. ⁵

Обмотка имеет большое число выводов на переключатель частоты вращения (15 выводов), что усложняет переключающую аппаратуру. ₁₀ The winding has a large number of pins per speed switch (15 pins), which complicates the switching equipment. ₁₀

Известна трехфазная трехскоростная обмотка машин переменного тока с отношением чисел пар полюсов 2:3:4, состоящая из 12 одинаковых ‘катушечных групп, соединенных Т-образно с тремя парал- ₎₅лельными ветвями. Переключение частоты вращения осуществляется с помощью 11 выводов [2].A three-phase three-speed winding of alternating current machines with a 2: 3: 4 ratio of pole pair numbers is known, consisting of 12 identical 'coil groups connected in a T-shape with three parallel _{- 5 5} branch branches. Switching speed is carried out using 11 conclusions [2].

Недостатком обмотки является несим— метрия токов в фазах при числе пар полю-50 сов кратном трем.The disadvantage of the winding is the asymmetry of the currents in the phases with the number of field pairs being 50 times three.

Известна также обмотка с отношением чисел полюсов 2:3:4, выполненная из 12 катушечных групп, равномерно распреде-t ленных по расточке машины, из который: нечетные катушечные группы соединены , между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой параллельной ветви, порядковые номера которых 1—7, 9-3 и 5-11, а четные катушечные группы соединены между собой по две встречено с порядковыми номерами 2 - 8, 6 12 и 10 — 4, причем для обеспечения симметрии токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем, из каждой четной катушечной группы выделены 6,74% витков и включены встречно по отношению к основной части витков этой катушечной группы. Четные катушечные группы подключены к средним точкам параллельных ветвей нечетных катушечных групп, образовав Т-образное соединение обмотки с тремя параллельными ветвями. Обмотка имеет 11 выводов, двухслойное исполнение, и обеспечивает симметрию токов в фазах для каждой из трех частот вращения £ 3] .A winding with a pole number ratio of 2: 3: 4 is also known, made of 12 coil groups evenly distributed over the bore of the machine, of which: odd coil groups are connected, interconnected in three parallel branches with two opposite coil groups in each parallel branches, the serial numbers of which are 1-7, 9-3 and 5-11, and the even coil groups are interconnected in two each with the serial numbers 2-8, 6 12 and 10-4, moreover, to ensure current symmetry in the phases at the number of pairs of poles, a multiple of three, from each even second coil group allocated 6.74% windings and included oppositely relative to the main part of the turns of the coil groups. The even coil groups are connected to the midpoints of the parallel branches of the odd coil groups, forming a T-shaped connection of the winding with three parallel branches. The winding has 11 leads, a two-layer design, and provides phase current symmetry for each of the three rotational speeds £ 3].

Недостатками обмотки являются сравнительно большое число выводов, необходимое для переключения частоты вращения, усложнение обмотки, связанное с выделением части витков из четных ка- 5 тушечных групп, а также двухслойное исполнение, повышающее трудоемкость изготовления двигателя.The disadvantages of the winding are the relatively large number of conclusions necessary for switching the rotational speed, the complication of the winding associated with the allocation of part of the turns from even cauldron groups, as well as a two-layer design, which increases the complexity of manufacturing the engine.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является обмотка Ю из 12 одинаковых катушек, равномерно распределенных по расточке машины, и 6 дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушкам и обозначенных сооуветствезрто ¹⁵порядковыми номерами 2*, 4 , б/, 8 , 10*, 12 , в которой четные катушки соединены между собой в три параллельные в'етви с двумя встречно включенными катушками в каждой ветви, порядковые 20 номера которых в параллельных ветвях 10 - 4, 6 - 12j 2-8, а нечетные катушки соединены между собой по две встречно с порядковыми номерами 1-7, 9 - 3, 5 -11 [4] . 25Closest to the invention in technical essence is a winding Yu of 12 identical coils evenly distributed over the bore of the machine, and 6 additional coils concentrically arranged with respect to the even coils and indicated by ¹⁵ serial numbers 2 *, 4, b /, 8, 10 *, 12, in which even coils are interconnected in three parallel branches with two counter-coils in each branch, the ordinal 20 numbers of which are in parallel branches 10-4, 6-12j 2-8, and the odd coils are interconnected two in with the serial numbers 1-7, 9 - 3, 5 -11 [4]. 25

Недостатком ее является' ограниченная область применения, обусловленная ограничением количества, переключаемых скоростей до двух.Its disadvantage is' limited scope, due to the limitation of the number of switched speeds to two.

.Цель изобретения — расширение области применения и упрощение обмотки.. The purpose of the invention is the expansion of the scope and simplification of the winding.

Эта цель достигается тем, что точки соединения нечетных катушек подключены к точкам соединения четных катушек в параллельных ветвях с порядковыми номерами катушек в точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6-12, 5-11-2-8, причем четные и нечетные катушки в точках соединения включены между собой согласно, а к точкам соединения четных и нечетных катушек подключены согласно с катушками 4, 12, 8 дополнительные катушки 4 *, 12>', 8 выполненные с числом витков в четыре раза меньшим по сравнению, с основными катушками, а дополнительные катушки б\ 2', 10 , выполненные с числом витков в три раза меньшим, соединены между собой последовательно и подключены к точке соединения между собой четных катушек 4-12-8 встречно с этими катушками, причем выводами обмотки для числа пар полюсов Р=2 являются выводы из катушек 4 , 12', 8 , для р ^е4 объединенные выводы из катушек 1 и 7, 9 и 3, 5 и 11, а для р =3 объединенные выводы из катушек 1, 9, 5 и 7, 3, 11 и выводы из катушки 10*.This goal is achieved in that the connection points of the odd coils are connected to the connection points of the even coils in parallel branches with serial numbers of the coils at the connection points 1-7-10-4, 9-3-6-12, 5-11-2-8, moreover, the even and odd coils at the connection points are connected to each other according to, and the connection points of the even and odd coils are connected according to coils 4, 12, 8, additional coils 4 *, 12>', 8 made with the number of turns four times less than , with the main coils, and additional coils b \ 2 ', 10, made with the number in currents are three times smaller, are connected to each other in series and connected to the point of interconnection of even coils 4-12-8 opposite to these coils, and the conclusions of the winding for the number of pairs of poles P = 2 are the conclusions from the coils 4, 12 ', 8, for p ^e 4 the combined leads from coils 1 and 7, 9 and 3, 5 and 11, and for p = 3 the combined leads from coils 1, 9, 5 and 7, 3, 11 and the leads from coil 10 *.

На фиг. 1 представлена схема соединения элементов трехфазной трехскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 2:3:4; на фиг. 2 - развернутая схема трехфазной трехскоростной обмотки с числами полюсов 4, 6, 8; на фиг. 3 то же и двухслойным исполнением основных катушек.In FIG. 1 shows a connection diagram of the elements of a three-phase three-speed winding with the ratio of the numbers of pairs of poles 2: 3: 4; in FIG. 2 - a detailed diagram of a three-phase three-speed winding with the number of poles 4, 6, 8; in FIG. 3 the same and two-layer execution of the main coils.

Трехфазная трехскоростная обмотка с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 выполнена из 12 одинаковых катушек, равномерно распределенных по расточке машины, и 6 дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушкам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2^Г, 4 6 *, 8 ζζΙΟ’ и 12*. Дополнительные катушки 4 , 8 , и 12 выполнены с числом витков в катушке в четыре раза меньшим (намотаны в четыре параллель|НЫХ провода), а катушки 2', 6' и 10 с числом витков в три раза меньшим (намотаны в три провода) по сравнению с числами витков в основных катушках. Основные четные катушки обмотки соединены между собой в три параллельные ’ ветви с двумя встречно включенными катушками в каждой ветви, порядковые номера которых в ветвях 10 - 4, 6 - 12, 2 - 8, а нечетные катушки соединены по две встречно с порядковыми номерами 1 - 7, 9 - 3, 5 - 11 и подключены средними точками к точкам соединения четных катушек в параллельных ветвях.A three-phase three-speed winding with a 2: 3: 4 ratio of pole pair numbers is made of 12 identical coils evenly distributed over the bore of the machine, and 6 additional coils concentrically located with respect to even coils and indicated by serial numbers ^2G , 4 6 *, 8, respectively ζζΙΟ 'and 12 *. Additional coils 4, 8, and 12 are made with the number of turns in the coil four times smaller (wound in four parallel | NEW wires), and coils 2 ', 6' and 10 with the number of turns three times smaller (wound in three wires) compared to the number of turns in the main coils. The main even coils of the winding are interconnected in three parallel branches with two on-coils in each branch, the serial numbers of which are in the branches 10 - 4, 6 - 12, 2 - 8, and the odd coils are connected in two opposite to the serial numbers 1 - 7, 9 - 3, 5 - 11 and are connected by midpoints to the connection points of even coils in parallel branches.

Порядковые номера катушек в полученных трех точках соединения 1-7-10-4, 9-3-6-12, 5-11-2—8, причем четные и нечетные катушки в этих точках включены между собой согласно (фиг, 1). Дополнительные катушки 4 , 12' и 8 подключены к точкам соединения основ₄₀ ных четных и нечетных катушек согласно по отношению к катушкам 4, 12 и 8, образовав выводы Ад, Вд.Ср а катушки *, 2 * и 10 соединены между собой , последовательно) и подключены к точке ₄₅ соединения основных катушек 4-12-8 встречно с этими катушками, образовав вывод Β_έ. Из основных нечетных катушек 1, 9, 5, 7, 3 и 11 сделаны выводы, обозначенные соответственно Ag/A^, 50 ^C0^/AG’ ^B8^/AG ’ ^Ag^/C6> ^Cg^/C6 > ^Bg^/Ci·The serial numbers of the coils at the obtained three connection points 1-7-10-4, 9-3-6-12, 5-11-2-8, and even and odd coils at these points are included among themselves according to (Fig. 1). Additional coils 4, 12 'and 8 are connected to the connection points of the bases of ₄₀ even and odd coils according to the coils 4, 12 and 8, forming the terminals Ad, Vd. Compared coils *, 2 * and 10 are interconnected in series ) and connected to the point _{45 of the} connection of the main coils 4-12-8 counter to these coils, forming a conclusion _{ав έ} . From the main odd coils 1, 9, 5, 7, 3, and 11, conclusions were made, denoted, respectively, Ag / A ^, 50 ^C 0 ^{/ A} G ' ^B 8 ^{/ A} G' ^A g ^{/ C} 6> ^C g ^{/ C} 6> ^B g ^{/ C} i

Предлагаемая трехСкоростная обмотка однослойная и применима для числа пазов ^в 36 и кратного 36. Переключение частот вращения осуществляется с помощью 10 выводов. При числе пар полюсов ⁵⁵ Р = 2 питание подается на выводы Ад, Вд, Сд, а фазы обмотки соединяются в звезду с четырьмя параллельными ветвями путем соединения выводов Ag/А$ 1The proposed three-speed winding is single-layer and is applicable for the number of grooves ^of 36 and a multiple of 36. Switching speeds is carried out using 10 pins. With the number of pairs of poles ⁵⁵ P = 2, power is supplied to the terminals Ad, Vd, Sd, and the phases of the winding are connected into a star with four parallel branches by connecting the leads Ag / A $ 1

083922083922

Bg/Ag - Cg/Ag и Ag/Cg - Bg/Q - Cg/Qj. При p - 3 обмотка соединяется Т-образно с тремя параллельными ветвями, а трехфазное питание подается на соединенные выводы Ag/Ag -Bg/Ag - Cg Ag/Cg - Bg/Cg - Cg/Cg и вывод Bg. При , р = 4 обмотка соединяется в звезду с двумя параллельными ветвями, что достигается подачей питания на соединенные выводы Ag/Ag - Ag/Cg,Bg/A^ - /Q , 1Bg / Ag - Cg / Ag and Ag / Cg - Bg / Q - Cg / Qj. At p - 3, the winding is connected T-shaped with three parallel branches, and three-phase power is supplied to the connected terminals Ag / Ag -Bg / Ag - Cg Ag / Cg - Bg / Cg - Cg / Cg and the output Bg. At, p = 4, the winding is connected to a star with two parallel branches, which is achieved by supplying power to the connected terminals Ag / Ag - Ag / Cg, Bg / A ^ - / Q, 1

Cg/A£ - Cg/C^ .Cg / A £ - Cg / C ^.

Схема соединения элементов предлагаемой обмотки обеспечивает симметрию то— ков в фазах при всех значениях чисел полюсов. В отличие от известной обмотки 1 симметрия токов при Р =3 достигается благодаря включению в фазу В дополнительных катушек б', 2 , 10' с меньшим шагом по пазам, а следовательно, с меньшим обмоточным коэффициентом (фиг, 2). Это позволяет получить симметричную. трехфазную систему ЭДС- обмотки при Р ~ 3 без выделения части витков из катушек обмотки. Использование обмоточной меди при р - 2 составляет 88,3%, а при р = 3 и р = 4 — 66,6%. Обмотка обеспечивает хорошую форму кривой намагничивающих сил при всех значениях чисел пар полюсов благодаря включению на каждой из полюсностёй двигателя катушек обмотки, относящихся ко всем фазным зонам.The connection diagram of the elements of the proposed winding ensures the symmetry of currents in phases for all values of the numbers of poles. Unlike the known winding 1, the symmetry of the currents at P = 3 is achieved due to the inclusion of additional coils b ', 2, 10' in phase B with a smaller pitch in the grooves, and therefore with a smaller winding coefficient (Fig. 2). This allows you to get symmetrical. three-phase EMF winding system at P ~ 3 without isolating part of the turns from the winding coils. The use of winding copper at p - 2 is 88.3%, and at p = 3 and p = 4 - 66.6%. The winding provides a good shape of the curve of magnetizing forces at all values of the numbers of pairs of poles due to the inclusion of winding coils on each of the motor poles related to all phase zones.

Исполнение обмотки (фиг. 3), в которой основные катушки представлены в двухслойном исполнений, может быть реализовано в случа.е необходимости улучше' ния гармонического состава кривой намагничивающих сил.The performance of the winding (Fig. 3), in which the main coils are presented in two-layer versions, can be implemented if it is necessary to improve the harmonic composition of the curve of magnetizing forces.

Предлагаемая трехскоростная обмотка отличается простотой конструктивного исполнения, небольшим числом элементов, меньшим числом выводов. Положительным качеством обмотки является наличие независимых входов для р = 2 и р = 3, что расширяет область, ее использования.' , Обмотка может найти применение как в многоскоростных асинхронных двигателях, : так и. в машинах с внутренним каскадом и в регулируемых асинхронных двигателях с бесконтактным изменением числа пар ₅₀полюсов.The proposed three-speed winding is characterized by simplicity of design, a small number of elements, fewer conclusions. A positive quality of the winding is the presence of independent inputs for p = 2 and p = 3, which expands the scope of its use. ' , The winding can find application in both multi-speed asynchronous motors: and. in machines with an internal cascade and in regulated asynchronous motors with non-contact change in the number of pairs of ₅₀ poles.

Экономический эффект от использования предлагаемой обмотки будет достигнут благодаря уменьшению числа катушек обмотки вдвое, однослойному исполнению, повышающему коэффициент заполнения паза медью и снижающему трудоемкость изготовления и укладки обмотки на 1520%. уменьшению числа выводов обмотки .The economic effect of using the proposed winding will be achieved by reducing the number of winding coils by half, single-layer design, which increases the groove fill factor with copper and reduces the complexity of manufacturing and laying the winding by 1520%. reducing the number of winding leads.

упрощающему переключающую аппаратуру, а также благодаря применению трехскоростной обмотки в машинах с внутренним каскадом и в других машинах специального назначения.simplifying switching equipment, as well as through the use of a three-speed winding in machines with an internal cascade and in other special-purpose machines.

В настоящее время в двигателях с отношением чисел пар полюсов 2:3:4 применяются ’две отдельные обмотки, одна из которых двухскоростная. Использование в этих двигателях предлагаемой обмотки позволит увеличить мощность двигателя на 20-25%.Currently, motors with a 2: 3: 4 pole pair ratio have two separate windings, one of which is two-speed. The use of the proposed winding in these engines will increase the engine power by 20-25%.

Claims

1. USSR author's certificate No. 70232, kp. ; H O2 K 3/28, 1934.

2. USSR author's certificate No. 467434, class, H 02 K 3/28, 1972.

3. USSR author's certificate number 68О111, cl. H 02 K 3/28, 1977.

4, USSR author's certificate

according to application no. 3292153, CL H 02 K 17/14 dated 20.03.S1.

Wb FIG1

t

to

t

"J

N

"

$

four