ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА РОТОРА

ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА РОТОРА


RU (11) 2079947 (13) C1

(51) 6 H02K3/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5051117/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.01 
(45) Опубликовано: 1997.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 243033, кл. H 02 K 3/00, 1973. 2. Попов В.И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. - М.: Энергия, 1980. 3. Авторское свидетельство СССР N 1050045, кл. H 02 K 3/28, 1983. 
(71) Заявитель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 
(72) Автор(ы): Попов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 

(54) ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА РОТОРА 

Область использования: электрические совмещенные машины переменного тока с двумя разнополюсными полями, выполняемые в конструкции асинхронных машин с контактными кольцами. Сущность изобретения: электромашинная совмещенная обмотка ротора с числами пар полюсов p1/p2, многофазная короткозамкнутая для полюсности P1 и трехфазная для полюсности P2 с соединением фаз звездой или треугольником и с выводами зажимов фаз Р1, Р2, Р3 на контактные кольца выполнена в Z=36 пазах двухслойной из равномерно смешенных катушек, обмотка содержит К= 18 катушек с номерами от 1К до 18К с шагом по пазам Yп и К=18 катушек с номерами от 1К' до 18К' с шагом по пазам Y'п в первой фазе с зажимом Р1 из начала катушки 1К соединены последовательно катушки с номерами 1К, 2К, 3К,-10К, 11К, -12К и к каждой из них подключена параллельно-согласно катушкам с номером соответственно 1К', 2К', 3К' - 10К', -11К', -12 К', а для двух других фаз номера катушек чередуются относительно фазы Р1 с интервалами в шесть катушек для фазы Р2 и в двенадцать катушек для фазы Р3, чередующиеся катушки с шагами Yп и Y'п соосны друг с другом для их одинаковых номеров и имеют числа витков в отношении (1-х):(1+х), где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе, при p1=5, Yп = 17, Y'п = 11 и х= 0,1. Достигаемый технический результат: расширение области применения и улучшение электромагнитных параметров. 7 ил., 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе, выполняемым в конструкции асинхронных машин с контактными кольцами.

Известны совмещенные электромашинные обмотки, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для полюсности р1 с выводами из их средних точек для другой полости 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 уравнительны токов в ветвях, а также ограниченная область применения.

Известны также совмещенные обмотки для ротора одномашинных преобразователей частоты с контактными кольцами [2]

Наиболее близкой к предлагаемой является совмещенная обмотка ротора с числами пар полюсов р1/p2, короткозамкнутая многофазная для полюсности р1 и трехфазная для полюсности р2 с соединением фаз звездой и с выводами зажимов фаз Р1, Р2, Р3 на контактные кольца, выполненная двухслойной из 6р2 катушечных групп с их номерами в фазах 1+3к, 3+3к, 5+3к, и в каждой фазе начала нечетных групп соединены в зажим начала фазы, концы нечетных и четных групп соединены вместе, а начала четных групп соединены в нулевую точку звезды, где р1=1 и р2 3; k=0, 1, 2,(2p-1) [3]

Цель изобретения расширение области применения путем получения при р2=1 значений р1=3 и р1=5, а также улучшение электромагнитных параметров для полюсности р1 путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при р1/p2= 5/0 и Z=36 пазах; на фиг. 2 и 3 чередования по пазам фазных зон обмотки по фиг. 1 для полюсностей р2(фиг. 2) и р1=5 (фиг. 3)); на фиг. 4 и 5 диаграммы ЭДС фазы обмотки (Р1-0) для полюсностей р2=1 (фиг.4) и р1=5 (фиг. 5); на фиг. 6 и 7 многоугольники МДС обмотки для полюсностей р2=1 (фиг. 6) и р1=5 (фиг. 7).

Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной, трехфазной для полюсности р2=1 в Z= 36 пазах, содержит К=18 катушек с номерами от 1К до 18К с шагом по пазам Yп и К'=18 катушек с номерами от 1К' до 18К' с шагом по пазам Y'п<Y, соединена в звезду с зажимами Р1, Р2, Р3 начал фаз.

В первой фазе (с зажимом Р1 из начала катушки 1К) соединены последовательно катушки с номерами 1К, 2К, 3К, -10К, -11К, -12К и к каждой из них подключена параллельно-согласно катушка с номером соответственно 1К', 2К', 3К', -10К', -11К', -12К'. Для фаз Р2 и Р3 номера катушек чередуются с интервалами в шесть и в двенадцать катушек соответственно. Для обмотки с р1=5 (фиг. 1) шаги катушек равны Yп=17 и Y'п=11, а для обмотки с р1=3 Yп=17 и Y'п= 7; оси таких катушек с одинаковыми номерами соосны друг с другом и их коэффициенты укорочения Kу= sin(Уп/2) равны:(см.таблицу).

Из условия получения одинаковых ЭДС катушек с шагами Yп и Y'п для полюсности р2=1 следует: при р1=5-0,9962(1-x)=0,8192(1+x)), откуда х=0,09750,10; при р1=3-0,9962(1-х)=0,5736(1+х), откуда х=0,27.

При этом каждый паз содержит одинаковое число витков 2Wk провода одинакового сечения. На фиг. 4 и 5 векторам ЭДС приписаны номера катушек, откуда видно, что катушки, например, 1К и 1К', образуют для полюсности р2=1 две параллельные ветви (фиг. 4), а для полюсности р1=5 - короткозамкнутую цепь (фиг. 5). Обмоточные коэффициенты предлагаемой обмотки равны: при р1/p2= 5/1-Kоб1=0,8627 и Коб5=0,9558; при р1/p2=3/1 Kоб1=0,7026 и Коб3=0,9659.

Для полюсности р2=1 обмотка имеет m1=3 фазы и m'1=6 фазных зон, обозначенных на фиг. 2 как А-Х, B-Y, C-Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам катушек в пазах, а зоны X, Y, Z и конечным сторонам. По фиг. 2 построен многоугольник МДС (фиг. 6), где в центре показаны векторы токов фазных зон и при построении использована вспомогательная треугольная сетка, сторона которой принята за две единицы длины. По многоугольнику МДС определяется коэффициент дифференциального рассеяния д= [(Rд/R)2-1]100% характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой МДС высших гармонических, где квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника, а R = (ZKоб/p) -радиус окружности для основной гармонической МДС. По фиг. 6 определяются: R2д2600/6=100; R1= (360,8627/) и д2= 2,32% .

Для полюсности р1=5 обмотка (фиг. 1) имеет m5=9 фаз и 18 фазных зон и их токи изображены на фиг. 7 тремя симметричными системами векторов A-Z-B-X-C-Y, A'-Z'-X'-C-Y', A''-Z''-B''-C''-Y'', взаимно смещенными на 20o. Построение многоугольника МДС для полюсности р1=5 при числе фаз, m5=9 показано на фиг. 7, с помощью вспомогательных треугольников (например, bac), стороны которых изображают токи фазных зон (для треугольника bac-сторона ba-в направлении тока зоны А, ac- в направлении тока зона А'-см. фиг. 3 для паза 1) и пропорциональны числам витков катушек (1-х)Wk и(1+х))Wk. По фиг. 7 угол boc равен 50o и угол bac равен 160o; из треугольника boc(0-центр многоугольника) определяются квадраты радиусов точек b (36) и с(1) и по ним вычисляется квадрат среднего радиуса (R2b+R2c)/2; (bc)2= 1,12+0,92-21,10,9(Cos 160o, тогда угол (cba)= из соотношения bc/sin160 = 1,1/sin равен = 11,01 а угол (cbo) = = 90-11,01 = 78,99 и угол (Ocb) = = 180-(50+78,99) = 51,01; радиусы точек b и c определяются из соотношений Rb/sin = bc/sin50= Rc/sin и тогда и д5= [(Rд5/R5)2-1]100 = 8,022% , где R5= (360,9558/5. Если двухслойную обмотку с полюсностью р1=5 выполнять в Z=36 пазах трехфазной (при Yп=3), то для нее Коб5 09236 и sд5 11,59%

Таким образом, предлагаемая обмотка работает одновременно как многофазная короткозамкнутая с полюсностью р1=5 (m5=9) или р1=3 (m3=6) и как трехфазная с полюсностью р2= 1 и имеет для полюсности p1 улучшенные электромагнитные параметры (при р1=5 коэффициент д снижается в 11,59/8,022=1,45 раза). По сравнению с прототипом, для которого р2 > p1, предлагаемая обмотка позволяет получать р2 <p, что расширяет область ее применения. Такая обмотка, например, при р1/p2=5/1, применяется на роторе асинхронного одномашинного преобразователя частоты 50/60 Гц или 60/50 Гц (обратимого), выполняемого в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и имеющего на статоре две раздельные трехфазные обмотки с числами пар полюсов р1=p2=1. Применение предлагаемой совмещенной обмотки ротора позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, повысить использование активных материалов и эксплуатационную надежность, улучшить электромагнитные параметры. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электромашинная совмещенная обмотка ротора с числами пар полюсов p1/p2, многофазная короткозамкнутая для полюсности p1 и трехфазная для полюсности p2 с выводами фаз на контактные кольца, выполненная двухслойной из равномерно смещенных катушек, отличающаяся тем, что обмотка выполнена в Z 36 пазах, содержит число катушек К 18 с шагом по пазам Уп и К' 18 катушек с шагом по пазам в первой фазе к выводу P1 из начала катушки 1К подсоединены последовательно катушки с номерами 1К, 2К, 3К, 10К, -11К, -12К и к каждой из них подключена параллельно согласно катушка с номером соответственно 1К', 2К', 3К', -10К', -11К', -12К', а для двух других фаз номера катушек чередуются относительно фазы P1 интервалами в шесть катушек для фазы P2 и в двенадцать катушек для фазы P3, причем фазы соединены звездой или треугольником, чередующиеся катушки с шагами Уп и соосны друг с другом для их одинаковых номеров и имеют числа витков в отношении (1 x) (1 + x), где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе, а значения Уп и и x равны для p1 5, Уп 17, и x 0,1.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru