совмещенная электромашинная обмотка

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 y_п, 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 y_п 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.

Описание изобретения к патенту

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 у_п= 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 360^о 4/24=60 эл.град. видно, что это поле не наводит ЭДС на зажимах 01-02; обмоточный коэффициент для р₁=4 равен К_об4=0,966. Из фиг. 3, построенной для переменного поля с полюсностью р₂=6 при угле сдвига катушек 360^о 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.