СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА

СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА


RU (11) 2042250 (13) C1

(51) 6 H02K3/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5054474/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.14 
(45) Опубликовано: 1995.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 243033, кл. H 02K 3/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 1046848, кл. H 02K 3/28, 1983. 
(71) Заявитель(и): Попов В.И. 
(72) Автор(ы): Попов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 

(54) СОВМЕЩЕННАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА 

Использование: в электромашиностроении, совмещенных машинах переменного тока. Сущность изобретения: совмещенная электромашинная обмотка с числами пар полюсов p1/p2= 4/6 уложена в Z пазах с шагом по пазам yп= z/8-1 Обмотка имеет K=24 катушечных групп. Обмотка соединена в четыре трехфазные параллельные звезды: A, B, C трехфазные зажимы для полюсности p1 01-02 - дополнительные зажимы для полюсности p2. В фазе A последовательно соединены катушечные группы 1 и 13 в первой звезде, 4 и 16 во второй звезде, 7 и 9 в третьей звезде, 10 и 22 в четвертой звезде. Средние точки первой и второй, третьей и четвертой звезд соединены вместе. Конец группы 13 и начало группы 16 подсоединены к дополнительному зажиму 01. Конец группы 19 и начало групп 22 подсоединены к дополнительному зажиму 02. Группы фаз B и C чередуются относительно группы фазы A. Интервал чередования для фазы B равен четырем, для фазы C восьми. Знак перед номером группы означает ее встречное включение. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Известны совмещенные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для полюсности р1 с выводами из их средних точек для полюсности р2. Угол между осями катушек ветви равен 2/(p1+p2) рад, и их числа витков пропорциональны углу сдвига относительно оси ветви [1]

Недостатки таких обмоток сложность конструкции и изготовления, большие потери в меди от уравнительных токов в ветвях, ограниченные область применения и функциональные возможности.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазно-однофазная совмещенная обмотка, выполненная из К=24 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами из них начал для полюсности р1=8 и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек звезд для полюсности р2=6 [2]

Цель изобретения расширение области применения и функциональных возможностей путем получения р1=4 и р2=6, а также создание в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности р2, используемых в качестве пусковой и демпферной (успокоительной) обмоток для этой полюсности.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z=48 пазах; на фиг. 2 диаграмма ЭДС обмотки для поля с полюсностью р1=4; на фиг. 3 диаграмма ЭДС короткозамкнутых контуров обмотки для переменного поля с полюсностью р2=6.

Обмотка (фиг. 1) выполнена однослойной в Z=48 пазах, трехфазной для полюсности р1= 4 из К= 24 катушек с номерами от 1 до 24 и шагом по пазам уп= 48/8-1= 5. Она соединена в четыре параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами А, В, С из их начал для полюсности р1=4 и дополнительными зажимами 01-02 из их нулевых точек для полюсности р2=6. В фазе А соединены последовательно катушки 1 и 13 в первой звезде, 4 и 16 во второй звезде, 7 и 19 в третьей звезде, 10 и 22 в четвертой звезде, и в них соединены вместе средние точки звезд первой и второй, а также третьей и четвертой. В дополнительные зажимы соединены: конец катушки 13 и начало катушки 16 в зажим 01, конец катушки 19 и начало катушки 22 в зажим 02. Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно катушек фазы А с интервалами в четыре катушки для фазы В и в восемь катушек для фазы С. Стрелками на фиг. 1 показаны направления постоянного (выпрямленного) тока при питании обмотки через зажимы 01-02, откуда видно, что поле с полюсностью р2 6 является симметричным. При выполнении обмотки фиг. 1 двухслойной каждая катушечная группа содержит две катушки.

На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек обмотки по фиг. 1, где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в звезде фазы. Из фиг. 2, построенной для поля с полюсностью р1=4 при угле сдвига катушек 360о 4/24=60 эл.град. видно, что это поле не наводит ЭДС на зажимах 01-02; обмоточный коэффициент для р1=4 равен Коб4=0,966. Из фиг. 3, построенной для переменного поля с полюсностью р2=6 при угле сдвига катушек 360о 6/24=90 эл.град. видно, что обмотка образует для этого поля симметричную короткозамкнутую систему, эквивалентную шести четырехфазным системам, которые можно использовать в качестве пусковой и демпферной обмоток.

Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с обмоткой по прототипу имеет расширенную область применения, так как позволяет получать р1=4 и р2= 6, а также может использоваться в качестве короткозамкнутой обмотки для полюсности р2, что расширяет ее функциональные возможности. Такую обмотку можно применять, например, на статоре совмещенного асинхронно-синхронного преобразователя для одновременного создания вращающегося поля с полюсностью р1=4 (при питании обмотки через зажимы А, В, С трехфазным напряжением) асинхронной машины и поля возбуждения с полюсностью р2=6 синхронной машины (при питании обмотки через зажимы 01-02 выпрямленным напряжением), а также использовать ее в качестве короткозамкнутой (пусковой и демпферной) обмотки синхронной машины. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, снизить расход меди и изоляции на статоре, улучшить пусковые, рабочие и динамические свойства машины. Все катушки обмотки используются одновременно для каждой полюсности, что повышает эффективность предлагаемой обмотки. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СОВМЕЩЕНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА с числами пар полюсов p1/p2, выполненная в z пазах из K 24 катушечных групп с номерами от 1 до 24, с шагом катушек по пазам yп, соединенная в параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами А, В, С из их начал для полюсности p1 и дополнительными зажимами 01 02 из их нулевых точек для полюсности p2, отличающаяся тем, что обмотка имеет p1/p2 4/6, соединена в четыре параллельные звезды и в фазе А соединены последовательно группы 1 и 13 в первой звезде, 4 и 16 во второй звезде, 7 и 9 в третьей звезде, 10 и 22 в четвертой звезде и в них соединены вместе средние точки звезд первой и второй, а также третьей и четвертой, а в дополнительный зажим 01 соединены конец группы 13 и начало группы 16, в зажим 02 конец группы 19 и начало группы 22, причем для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп фазы А с интервалами в четыре группы для фазы В и в восемь групп для фазы С, а шаг катушек по пазам yп z/8-1, где z/24 целое число, а знак минус перед номером группы означает ее встречное включение в звезде фазы относительно группы без знака минус.