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. The invention relates to windings of electric combined AC machines with two different-pole fields in the magnetic circuit and can be used, for example, in single-machine frequency and phase converters.
Известны совмещенные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для полюсности p1 с выводами из их средних точек для другой полюсности p2. Угол между осями катушек ветви равен 2π/(p1+p2) 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.Known combined windings of electrical AC machines, made of spatially offset coils and connected in parallel branches for the pole p 1 with conclusions from their midpoints for the other pole p 2 . The angle between the axes of the branch coils is 2π / (p 1 + p 2 ) and their number of turns is proportional to the angle of shift relative to the axis of the branch [1] The disadvantages of such windings are the complexity of design and manufacture, large losses in copper from surge currents in the branches, limited scope and functionality.
Наиболее близкой к предлагаемой является 3/1-фазная совмещенная обмотка, выполненная из К 24 катушек и соединенная в две параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами из их начал для полюсности p1 8 и дополнительными однофазными зажимами из нулевых точек звезд для полюсности p2 6 [2]
Цель изобретения расширение области применения и функциональных возможностей обмотки путем получения чисел пар полюсов p1 4 и p2 6, а также создание в ней симметричных короткозамкнутых контуров для полюсности p2, используемых в качестве пусковой и демпферной (успокоительной) обмоток для этой полюсности.Closest to the proposed one is a 3/1-phase combined winding made of K 24 coils and connected in two parallel three-phase stars with three-phase clamps from their beginnings for the pole p 1 8 and additional single-phase clamps from zero points of the stars for the pole p 2 6 [ 2]
The purpose of the invention is the expansion of the scope and functionality of the winding by obtaining the number of pole pairs p 1 4 and p 2 6, as well as the creation in it of symmetrical short-circuited circuits for the pole p 2 , used as starting and damper (soothing) windings for this pole.
На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при Z 48 пазах; на фиг. 2 и 3 диаграммы ЭДС обмотки для полюсности p1 4 (фиг. 2) и полюсности p2 6 (фиг. 3) переменного поля.In FIG. 1 shows a detailed diagram of the proposed winding at Z 48 grooves; in FIG. 2 and 3 of the EMF diagram of the winding for the pole p 1 4 (Fig. 2) and the pole p 2 6 (Fig. 3) of an alternating field.
Обмотка (фиг. 1) выполнена трехфазной с полюсностью p1 4, однослойной в Z 48 пазах из К 24 катушек (с номерами от 1 до 24) с шагом по пазам yn 48/8-1 5. Она соединена в параллельные трехфазные звезды с трехфазными зажимами А, В, С из их начал для полюсности p1 4 и дополнительными зажимами 01-02 из нулевых точек звезд для полюсности p2 6. В первой фазе (А) начала катушек 1, 7, 13, 19 и концы катушек 4, 10, 16, 22 соединены в зажим А, концы катушек 1, 13 и начала катушек 4, 16 соединены в зажим 01, а концы катушек 7, 19 и начала катушек 10, 22 соединены в зажим 02. Для двух других фаз номера катушек чередуются относительно фазы А и интервалами в четыре катушки для фазы В и в восемь катушек для фазы С. При выполнении обмотки по фиг. 1 двухслойной каждая катушечная группа содержит две катушки. Стрелками на фиг. 1 показаны направления постоянного (выпрямляемого) тока при питании обмотки через зажимы 01-02, откуда видно, что это поле имеет p2 6 пар полюсов и является симметричным.The winding (Fig. 1) is made three-phase with a pole of p 1 4, single-layer in Z 48 grooves from K 24 coils (with numbers from 1 to 24) with a pitch in grooves y n 48 / 8-1 5. It is connected in parallel three-phase stars with three-phase clamps A, B, C from their beginnings for a pole of p 1 4 and additional clamps 01-02 from zero points of stars for a pole of p 2 6. In the first phase (A), the beginning of coils 1, 7, 13, 19 and the ends of the coils 4, 10, 16, 22 are connected to terminal A, the ends of coils 1, 13 and the beginning of coils 4, 16 are connected to terminal 01, and the ends of coils 7, 19 and the beginning of coils 10, 22 are connected to terminal 02. For the other two phases, numbers ka the carcasses alternate with respect to phase A and at intervals of four coils for phase B and eight coils for phase C. When performing the winding of FIG. 1 double layer each coil group contains two coils. The arrows in FIG. Figure 1 shows the directions of direct (rectified) current when feeding the winding through terminals 01-02, from which it can be seen that this field has p 2 6 pole pairs and is symmetrical.
На фиг. 2 и 3 векторам ЭДС приписаны номера катушек, откуда видно, что поле с полюсностью p1 4 не наводит ЭДС на зажимах 01-02 и обмоточный коэффициент для p1 4 равен Коб4 0,966; для переменного поля с полюсностью p2 6 обмотка образует короткозамкнутую систему, эквивалентную шести четырехфазным, которую можно использовать в качестве пусковой и демпферной обмоток. По сравнению с обмоткой по прототипу [2] предлагаемая обмотка позволяет получать p1 4 и p2 6, что расширяет ее область применения, а также может одновременно использоваться в качестве короткозамкнутой для полюсности p2, что расширяет ее функциональные возможности. Все катушки предлагаемой обмотки одновременно работают в цепях с полюсностями p1 и p2, что увеличивает степень использования меди обмотки.In FIG. Coil numbers are assigned to the 2 and 3 EMF vectors, which shows that a field with a pole of p 1 4 does not induce an EMF at terminals 01-02 and the winding coefficient for p 1 4 is equal to K ob4 0.966; for an alternating field with a pole of p 2 6, the winding forms a short-circuited system equivalent to six four-phase ones, which can be used as starting and damper windings. Compared with the winding of the prototype [2], the proposed winding allows you to get p 1 4 and p 2 6, which expands its scope, and can also be used as a short-circuit for the pole p 2 , which extends its functionality. All coils of the proposed winding simultaneously operate in circuits with poles p 1 and p 2 , which increases the degree of utilization of the copper winding.
Предлагаемая совмещенная обмотка может применяться, например, на статоре асинхронно-синхронного преобразователя, выполняемого в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и контактными кольцами, для одновременного создания на статоре вращающегося поля с полюсностью Р4 асинхронной машины (при питании обмотки через зажимы А, В,С трехфазных напряжением) и поля возбуждения синхронной обращенной машины с полюсностью p2 6 (при питании зажимов 01-02 выпрямленным напряжением), а также для использования в качестве короткозамкнутой (пусковой или демпферной) с полюсностью p2 6 синхронной машины. Ее применение позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, снизить расход меди и изоляции на статоре, улучшить ее пусковые, рабочие и динамические свойства.The proposed combined winding can be used, for example, on the stator of an asynchronous-synchronous converter, designed in the design of an asynchronous machine with a phase rotor and slip rings, to simultaneously create on the stator a rotating field with pole P 4 of the asynchronous machine (when feeding the winding through terminals A, B, With three-phase voltage) and the excitation field of a synchronous reversed machine with a pole of p 2 6 (when feeding terminals 01-02 with rectified voltage), as well as for use as a short-circuited (starting or damper) with a pole of p 2 6 synchronous machine. Its application allows to simplify the design and manufacture of a combined electric machine, reduce the consumption of copper and insulation on the stator, and improve its starting, working and dynamic properties.