SU1045331A1 - Трехфазна трехскоростна полюсопереключаема обмотка машин переменного тока - Google Patents

Abstract

ТРЕХФАЗНАЯ ТРЕХСКОРОСТНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, -состо ща  из двенадцати основных одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шесть дополнительньдх катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно пор дковыми номерами 2, 4, б, в, 10, 12, в которой основные четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двум  встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, пор дковые номера которых в параллельных ветв х 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с пор  Гковымй номерами 1-7, 9-3, 5-11,и подключены средними точками к точкам соединени  двух четных катушечных о групп в параллельных ветв х с пор дковыми номерами катушек 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8 Б точках соединени , причем четные и начетные катушечные группЪ в точках соединени  включены между собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушечными группами, о т л и Ч а ю щ а   с   тем, что, с целью расширени  области применени , повышени  использовани  обмотки, и улучшени  характеристик двигател , основна  часть обмотки выполн етс  из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двум  катушками в каждой катушечной группе, а дополнительные катушки с пор дковыми номерами, 2, 4, б, 8, 10, 12выполнены fS с числом в.итков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнение с катушками основных катушечных групп, соединены между собой последовательно и подключены к точке соединени  четных катушечных групп с порндковьа и номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечньл1 группам включены согласно дополнительные с пор дковыми номе.рами встречно-катуыки с пор дковыми номерами 2,6,10, а выводами :д обмотки дл  числа пар полюсов р 2  вл ютс  В.ЫВОДЫ из точек соединени  : основных катушечных групп 1-7-4-10, 00 3-9-6-12, 5-11-2-8, дл  р 4-объединенные выводы из катушечных групп 1 и 7, 9 и 3;; 5 и 11, а дл  р 3 объединенные выводы иэ катушечных групп If 9, 5 и .7j 3, 11 и вывод из начальной точки последовательно сое;диненных дополнитель{Ш х катушек .

Description

Изобретение относитс  к многоскоостным полюсопареключаемым обмоткам электрических машин переменного тока.

Известна трехфазна  трехскоростна  обмотка с отношением чисел пар олюсов 2:3:4 1,

Обмотка имеет большое число вывоов на переключатель частоты вращени  (15 вьшодов), что .усложн ет пееключающую аппаратуру.

Известна трехфазна  полюсопереключаема  обмотка машин переменного тока дл  отношени  чисел пар- полюсов 2:3:4, состо ща  из 12 одинаковых катушечных групп, соединенных т-образно с трем  параллельными ветв ми. л  переключени  частот вращени  используютс  11 выводов 12.

Недостатками данной обмотки  вл ютс  сравнительно большо.е число выводов и несимметри  токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.

Известна трехфазна  трехскоростна .  обмотка с отношением чисел пар полюсов 2; 3:4, содержаща  12 катушечных групп, соединенньах Т-образно с трем  параллельными ветв ми/ В обмотке обеспечиваетс  уменьшение числа выводов путем отключени  двух катушечных групп при числе полюсов, кратном трем, без существенного снижени  развиваемой двигателем мощности. Обмотка выполн етс  в машинах с числом пазов, кратном 12, и имеет 10 выводов на переключатель частоты вращени  3 ..

Недостатком данной обмотки  вл етс  несимметри  токов в фазах при числе пар полюсов, кратном трем.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому результату к предлагаемой  вл етс  трехфазна  трехскоростна  обмотка, котора  вы-полн етс  из двенадцати основных одинаковых катушек, равномерно распределенных по расточке машины и шести дополнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катуш1са:М и обозначенных соответственно пор дковыми номерами 21 4,б8,lol2 в которой основные четные катушки соединены между собой в , три, параллельные ветви с двум  L встречно- включенными катушками в кажрой ветви, пор дковые номера которых 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушки соединены между собой по две встречно с пор дковыми номе зами , 9-3, 5-11. ТочКИ соеди 1ени  нечетных катушек соединены со средними точками параллельных ветвей, образованных нечетными катушками, к которым подключены дополнительные катушки 4, 8 , 12, а дополнительные катушки 2,6, 10 соединены между собой последовательно иподключены к точке соединени  четных катушек 4-12-8. Обмотка однослойна , имеет 10 -выводов и независимые входы дл  двух полюсностеи Она выполнима при числе разов иЗб и кратном 3-6 4 .

Недостатком данной обмотки  вл етс  ограниченна  область применени  по числу пазов и сравнительно низкое использование обмоточной меди, составл ющее 66,6% при числах пар полюсов , р 3 и р 4, что снижает использование габарита двигател , ухудшает его характеристики,

Це;ль изобретени  - расширение области применени  дл  числа пазов , повышение использовани  обмотки и улучшение .характеристик двигател .

Указанна  цель достигаетс , тем, что тр,ехфазна  трехскороотна  полюсопереключаема  обмотка машин переменного тока,.состо ща  из двенадца ти одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шестьдополнительных катушек , концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно пор дковыми номерами 2 4 б .8f10 , 12, в которой основные четные катушечные группы соединены между собой в, три параллельные ветви с двум  встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, пор дковые номера которых в параллельных ветв х 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между собой по две встречно с пор дковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11 и подключены средними точками к точкам соединений двух четных катушечных групп в параллельных ветв х с пор дковыми номерами катушек 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2- 8 в точках с.оединени , причем четные и.нечетные катушечные группы в точках соединени  включены меж,цу собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушечными группами, основна , часть обмотки выполн етс  из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двум  катушками в каждой группе, равномерно расг ределенных по расточке машины, а дополнительные катушки с пор дковыми номерами 2, 4 6, 8, 10, 12; концентрически расположенные по отношению к основным четным катушечным группам, выполнены с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с ка тушками основнызг катушечных групп, .соединены между собой последовательно и подключены к точке соединени  четных катушечных групп с пор дковыми номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечным группам включены согласно допол-нительные катушки с пор дковыми номерами 4 8 12 и встречно - катушки с пор дковыми номерами 2,-6, 10 а выводами обмотки дл  числа пар полюсов р 2  вл ютс  выводы из точек соединени  основных катушечных групп 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8 и дл  р 4-объединенные выводы из катушечных групп 1и.7, 9иЗ, 5иИ,а дл  р 3 объединенные выводы из катушечных групп 1, 9, 5и 7, 3, 11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек. ,

На фиг. 1 представлена схема соединени  элементов трехфазной трехскоростной обмотки с отношением чисел пар полюсов 2; 3:4; на фиг. 2 - развернута  схема трехфазной трехскоростной полюсопереключаемой обмотки с числами полюсов 4, &,, 8 дл  . . Трехфазна  трехскоростна  обмотка с отношением чисел пар прлюсов 2s3;4 содержит двенадцать основных катушечных групп и шесть дополнительных катушек. Основные катушечные группы одинаковы, равномерно распределены по расточке машины и -содержат по две концентрически расположенные катушки. По отношению к основным четным катушечным группам концентрически расположены дополнительные катушки обмотки, обозначенные соответственно пор дковыми номерами 2, 4, б 8, .10, 12 (фиг. 2) и выполненные с числом витков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим (намотаны в три провода) по сравнению с катушками основных катушечных групп. Основные четные катушечные группы обмотки соединены между собой в три параллельные ветви с двум  встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, пор дковые номера которых в ветв х 10-4 , 6-12, 2-8, а основные нечетные катушечные группы соединены по е встречно с пор дковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11. Точки соединени  нечетных катушечных групп соединены со средними точками параллельных ветвей, образованньзх четными катушечными группами с номерами катушечных групп в точках соединени  1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8, причем четные катушечные группы включены согласно по отношению к нечетным катушечным группам. Все дополнительные катушки соединены между собой последовательно и подключены к точке соединени  четных катушечньлх « групп 4-8-12 со-встречным включейием по отношению к этим катушечным группам дополнительных катушек 2, б, 10 и согласным. - катушек 4 в 12 (фиг, 1) .Обмотка имеет дес ть вьшодов. Выводы Д4, 6х ,, С сделаны из точек

соединени  основных катушечных групп 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-li-2-8, а вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек. Из основных нечетных катушечных групп 1, 9, 5, 7, 3, il сделаны выводы, обозначенные соответственно Ад(А(,,С8),Аб,е8,(Аб,А8)Сб.С8

(Сь,Б8)Сб. -

Данна  трехскоростна  обмотка вы5 полн етс  однослойной и примен етс  дл  числа пазов и кратного 60. Работа двигател  с числами пар полюсов р 2 ир 3 осуществл етс  при соединенных между собой вьшодах Дд /

0 /Аб-Б9// б-С8/Аб и выводахAg/C -Sg/Cg- /c Это обеспечивает независимые входы обмотки дл  р 2 и р 3 и соединение фаз соответственно в звезду с четырьм  параллельными ветв ми и Д-образ5 но с трем  параллельными ветв ми. При р 2 трехфазное питание подаетс  на выводы A4i 1 а при р 3 на соединенные выводы / 6/А8/Сб 88/ 6-Се/Сб и вывод 6б.

п При р 4 обмотка соедин етс-  в звезду с двум  параллельными ветв ми, а. питание подаетс  на соединенные по два вывода: ,/С(5,Ва// б-В8/Сб,С9Мб-С0/Сб.. Схема соединени  элементов предлас гаемой обмотки -обеспечивает симмет- . рию токов в фазах при всех значени х -чисел полюсов. ПрирJS это достигаетс  путем включени  в фазу В всех дополнительных катушек, которые выполн ютс  с меньшим шагом по пазам

0 и имеют меньший обмоточный коэффициент по сравнению с основными катушечными группами (фиг. 2). Это позвол ет получить практически симметричную трехфазную систему ЭДС обмотки дл 

5 Т-образного соединени  фаз , погрешность которой не превышает, 1,5%. Прир 2 и р 4 симметри  тр- ков в фазах достигаетс  симметричным включением одинаковых катушечных

0 групп в каждую из фаз обмотки.

В обмотке получено высокое использование обмоточной меди, С-Оставл ющее 80% (дл  каждого числа пар полю5 сов, что при р 3 ир 4 на 13,4% выше,, чем у известных. Это достигнуто благодар выполнению обмотки с отношением, обмоточной меди основных катушечных групп и дополнительных катушек, равным 4:1, Обмотка содер0 жит двадцать четыре катушки основных катушечных групп и шес.ть дополнительных катушек и может быть выпдлнена при числе пазов Полученное соотношение элементов обмотки, рав5 ное 4;1,  вл етс  оптимальным дл  обеспечени  одинакового и наиболее высокого дл  всех значений чисел по люсов использовани  обмоточной меди трехскоростной полюсопереключаемой

0 обмотки с отношением чисел пар полюсов 2s3:4 при наличии дес ти выводов и независимости входов дл  двух полюсностей . Так в прототипе соотнощение этих элементов равно 2;1 и

5 использование обмоточной меди при

и р 4 ниже на 13,4%. Если же выполнить обмотку с отношением элементов , большим 4:1, то при данном схемном решении соединени  обмотки не может быть достигнута симметри  токов в фазах приК- З.

Повышение использовани  обмоточной меди обеспечивает улучшение гармонического состава кривой намагничивающих сил, увеличение развиваемой двигателем мощности и улучшение характерис ик двигател . Приведенна  на фиг. 2 обмотка выполнена с двум  концентрически расположенными катушками в каждой катушечной группе.с шагами по пазам катушек у, 9. и Ij-j 7. Эти катушки могут быть выполнены и с другими шагами по пазам, например, с шагами lj;,ll обеспечивает повышение индукции в машине . Основные катушечные группы обмотки могут быть выполнены также с oдинaкbвы IИ катушками, шаг по пазам которых равен ,/2 При этом сохран етс  схема соединени  элементов и энергетические показатели обмотки .

Предлагаема  трехскоростна  обмотка отличаетс  простотой конструктивного исполнени , небольшим числом выводов, высоким использованием обмотки и независимыми входами дл  чисел пар полюсов р 2 и . Обмотка может найти применение в многоскоростных асинхронных двигател х,, в машинах с внутренним каскадом и в регулируемых асинхронных двигател х с бесконтактным изменением числа пар полюсов.

Экономический эффект от внедрени  предлагаемой обмотки будет достигнут благодар  повышению использовани  обмоточной меди, что обеспечит повышение мощности двигател  прир 3 и на 12-15%, Выполнение всех дополнительных катушек обмотки с одинаковым сечением меди позволит снизить трудоемкость изготовлени  обмотки, Малое число выводов обмотки и независимость входов дл  двух полюснрстей обеспечат, упрощение переключающей аппаратуры,расширение области применени  обмотки дл  машин с внутренним каскадом и других машин специaJjbHoro назначени .В насто щее врем  в двигател х с отношением чисел пар полюсов 2:3s4 примен ютс  две отдельные обмотки,одна из которых двухскоростна .Использование в этих двигател х предлагаемой обмотки позволит увеличить мощность двигател  на 2530% ,снизить трудоемкость изготовлени обмотки на 30-35% по сравнению с базовым двигателем

AQ/AS

9 5 Cg/Ae Ss/Aff

//

.t

.

Фиг. /

/2 8

O 6 Be Cg/Cg А Bg/As В As/Cg С

Фиг:г C /Agв /Cg

Claims (1)

1. ТРЕХФАЗНАЯ ТРЕХСКОРОСТНАЯ ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ОБМОТКА МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, состоящая из двенадцати основных одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по расточке машины, и шесть до полнительных катушек, концентрически расположенных по отношению к четным катушечным группам и обозначенных соответственно порядковыми номерами 2^, 4*, ξ>'_t 8 ^ζ, 1012^х, в которой ос новные четные катушечные группы соединены между собой в три параллельные ветви с двумя встречно включенными катушечными группами в каждой ветви, порядковые номера которых в параллельных ветвях 10-4, 6-12, 2-8, а нечетные катушечные группы включены между_ собой по две встречно с поряд-_ ковыми номерами 1-7, 9-3, 5-11.и под ключены средними точками к точкам соединения двух четных катушечных · о групп в параллельных ветвях с поряд ковыми номерами катушек 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8 в точках соединения, причем четные и нечетные катушечные группы в точках соединения включены между собой согласно, а дополнительные катушки соединены с основными катушечными группами, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения области применения, повышения использования обмотки, и улучшения характеристик двигателя, основная часть обмотки выполняется из двенадцати одинаковых катушечных групп, с двумя катушками в каждой катушечной группе, а дополнительные катушки с порядковыми номерами, 2, 4^Ζ, б¹*, 8^f , 10^/, 12^Ζβηποπηθηη с числом в.итков в три раза меньшим и сечением меди в три раза большим по сравнению с катушками основных катушечных групп, соединены между собой последовательно и подключены к ‘ точке соединения четных катушечных групп с порядковыми номерами 4-8-12, причем по отношению к этим катушечным группам включены согласно дополнительные катушки с порядковыми номерами 4{8^12^,и встречно-катушки с порядковыми номерами 2(б,ю{ а выводами обмотки для числа пар полюсов р =2 являются выводы из точек соединения основных катушечных групп 1-7-4-10, 3-9-6-12, 5-11-2-8, для р =4-объединенные выводы из катушечных групп 1 и 7, 9 и 3> 5 и 11, а для р =3 объединенные выводы иэ катушечных групп 1, 9, 5 и 7, 3, 11 и вывод из начальной точки последовательно соединенных дополнительных катушек.