CZ306464B6 - Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů - Google Patents
Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306464B6 CZ306464B6 CZ2016-35A CZ201635A CZ306464B6 CZ 306464 B6 CZ306464 B6 CZ 306464B6 CZ 201635 A CZ201635 A CZ 201635A CZ 306464 B6 CZ306464 B6 CZ 306464B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- pole pair
- conductors
- phase
- stator
- winding
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/09—Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Vynález řeší rozložení vodičů u statoru/rotoru trojfázového střídavého točivého stroje obsahující drážky a alespoň jeden pólpár, kde v drážkách každého pólpáru je uloženo statorové/rotorové vinutí všech tří fází daného pólpáru, kde počet vodičů v i-té drážce jednoho pólpáru jedné fáze trojfázového vinutí odpovídá počtu vodičů danému vzorcem, kde počet vinutí je dán integrálem orientované hustoty vodičů fázového vinutí v daných mezích určených počtem drážek jednoho statoru/rotoru, o kterou drážku pólpáru se jedná. Maximální odchylku vypočteme podle vzorce vyjádřeného z celkového množství závitů jednoho pólpáru fázového vinutí a počtu drážek jednoho pólpáru statoru/rotoru.
Description
Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů
Oblast techniky
Vynález se týká rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů.
Dosavadní stav techniky
V případě trojfázových střídavých elektrických strojů asynchronních i synchronních je snahou rozprostřít vodiče každého ze tří fázových vinutí do drážek statoru, popř. i rotoru, takovým způsobem, aby magnetická indukce ve vzduchové mezeře stroje měla ideální harmonický, tj. sinusový, prostorový průběh, při postupu po obvodu vzduchové mezery.
Mezi odborníky v daném oboru je běžně známo tzv. „harmonické vinutí“, ve kterém jsou vodiče každé fáze rozprostřeny harmonicky v drážkách podél celého obvodu pólpáru. Toto vinutí sice generuje harmonický průběh magnetické indukce podél vzduchové mezery, ale jeho činitel vinutí činí pouze 0,785, a navíc je trojvrstvé a tedy výrobně velmi složité. Z těchto důvodů se v praxi vůbec nepoužívá.
Všechna známá a v praxi skutečně využívaná řešení se tomuto ideálu pouze blíží. Řešení je vždy kompromisem mezi složitostí vinutí, odchylkou od ideálního harmonického průběhu a dosaženým činitelem vinutí, kde činitel vinutí je číslo ležící v intervalu 0 až 1, přičemž ideálem je 1.
Cílem vynálezu je představit takové rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů, které výše uvedené nevýhody stavu techniky potlačí a vytvoří čistě harmonický průběh magnetické indukce podél vzduchové mezery.
Podstata vynálezu
Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry stator/rotor trojfázového střídavého točivého stroje obsahující drážky a alespoň jeden pólpár, kde v drážkách každého pólpáru je uloženo statorové/rotorové vinutí všech tří fází daného pólpáru jehož podstata spočívá v tom, že počet vodičů v i—té drážce jednoho pólpáru jedné fáze trojfázového vinutí odpovídá počtu vodičů danému vzorcem
NSJ= ]n(a)da, kde Q je počet drážek jednoho pólpáru statoru/rotoru, i označuje o kterou drážku pólpáru se jedná, přičemž jde o přirozené číslo ležící v rozsahu 1 až Q, a n(a) je orientovaná hustota vodičů fázového vinutí, s maximální odchylkou vypočtenou podle vzorce
AV,, =±N—j-, q2>
kde N je celkový počet závitů jednoho pólpáru fázového vinutí, a Q je počet drážek jednoho pólpáru statoru/rotoru.
Ve výhodném provedení je orientovaná hustota vodičů n(a) jednoho pólpáru fázového vinutí dána rovnicí
pro pro π 2π a ζ I —; — \3 3 n(a) =
- N cos
- N cos
pro pro /23T a e \ / 4π a ε (π ;--\ 3 pro
pro
4π 5π αεί ; — \ 3 3 /5íf o a e (---;2π \ 3 kde elektrický úhel a měřený podél vzduchové mezery troj fázového střídavého stroje nabývá hodnot ležících v rozsahu 0 až 2π, kde úhel 2π odpovídá jednomu pólpáru fázového vinutí statoru/rotoru, kde kladné hodnotě orientované hustoty n(a) odpovídá zvolený kladný směr proudu ve vodičích příslušné drážky, kde záporné hodnotě odpovídá záporný směr proudu ve vodičích příslušné drážky, a kde N je celkový počet závitů jednoho pólpáru fázového vinutí statoru/rotoru.
V jiném výhodném provedení je orientovaná hustota vodičů n(a) jednoho pólpáru fázového vinutí dána rovnicí
pro pro
/ π 2 π ε ( —;--\3 3 pro a ε pro a ε
/ 4 π 5 π \ \ 3 /
kde elektrický úhel α měřený podél vzduchové mezery trojfázového střídavého stroje nabývá hodnot ležících v rozsahu 0 až 2π, kde úhel 2π odpovídá jednomu pólpáru fázového vinutí statoru/rotoru, kde kladné hodnotě orientované hustoty n(a) odpovídá zvolený kladný směr proudu ve vodičích příslušné drážky, kde záporné hodnotě odpovídá záporný směr proudu ve vodičích příslušné drážky, a kde N je celkový počet závitů jednoho pólpáru fázového vinutí statoru/rotoru.
- 9 .
Objasnění výkresů
Vynález bude dále přiblížen pomocí obrázků, kde obr, 1 představuje funkce trojfázového vinutí jednoho pólpáru definované rovnicí pro ekonomické harmonické vinutí, kde funkce ΒΑ(α), B/a), Bc(a) jsou průběhy magnetických indukcí, funkce ηΑ(α), nB(a), nc(a) jsou orientované hustoty vodičů fázového vinutí a funkce Σ|η(α)| je součet počtu vodičů v jednotlivých drážkách, obr. 2 představuje funkce trojfázového vinutí jednoho pólpáru definované rovnicí pro ekonomické kvaziharmonické vinutí, kde funkce ΒΑ(α), BB(a), Bc(a) jsou průběhy magnetických indukcí, funkce ηΑ(α), nB(a), nc(a) jsou orientované hustoty vodičů fázového vinutí a funkce Σ|η(α)| je součet počtu vodičů v jednotlivých drážkách, a obr. 3 představuje jeden pólpár ekonomického harmonického dvojvrstvého vinutí s naznačenými vodiči pouze jedné fáze, kde Q = 24 a as = 15°.
Příklady uskutečnění vynálezu
Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů podle vynálezu, kde celkový počet Ns>j vodičů v i-té drážce jednoho pólpáru jedné fáze trojfázového vinutí je určen rovnicí:
n(a)da, pro i = 1,2,.... Q, (1), kde:
Q je počet drážek jednoho pólpáru statoru/rotoru, přičemž Q nemůže být libovolné, ale smí nabývat pouze hodnot:
β = 6£ pro k 2, 3,4, 5, 6.....
(2), kje libovolné přirozené číslo větší než 1, n(a) je orientovaná hustota vodičů jednoho pólpáru fázového vinutí definovaná po částech, tj. v šesti intervalech, rovnicemi pro ekonomické harmonické vinutí:
2π pro a e I —;—· \3 3 , n(a) =
-Ncosía+— l 6 .
2π ' proaeí—
4π proae(«·;— (3),
4π 5π ρΓοα€\Τ;Τ jVcos a-l 6, /SK Ί pro a e ί — ;2π
- 3 CZ 306464 B6 kde elektrický úhel a měřený podél vzduchové mezery stroje nabývá hodnot ležících v rozsahu 0 až 2π, kde úhel 2π odpovídá jednomu pólpáru. Kladné hodnotě orientované hustoty n(a) odpovídá zvolený kladný směr proudu ve vodičích příslušné drážky. Záporné hodnotě odpovídá opačný, tj. záporný, směr proudu, přičemž N je celkový počet závitů jednoho pólpáru fázového vinutí, který je určen standardním způsobem z indukčního zákona, tj. z rovnice:
, (4) d/ ’ kde:
Uj(t) je indukované napětí jednoho pólpáru fázového vinutí,
Otot(t) je celkový magnetický tok jednoho pólpáru, kWji je celkový činitel vinutí pro užitečnou 1. harmonickou, jehož hodnota je:
(5) .
X l'* · yj kde Π] je amplituda 1. harmonické Fourierova rozvoje funkce n(a) definované rovnicemi (3), přičemž tato amplituda má hodnotu:
N (6) .
Funkce nA(a) představená na obr. 1 je přímo rovna funkci n(a) definované rovnicemi (3). Funkce ηβ(α), nc(a) mají stejný tvar, ale oproti funkci nA(a) jsou posunuty o úhel bud’ +2π/3, nebo -2π/3.
Z průběhů funkcí ηΑ(α), Πβ(α), nc(a) plyne, že v každé drážce se nacházejí vodiče, které náležejí pouze ke dvěma různým fázím. Jedná se tedy o dvojvrstvé vinutí.
Průběh funkce Σ|η(α)| zobrazený na obr. 1 ukazuje, že součet vodičů v jednotlivých drážkách není bohužel konstantní, ale kolísá mezi maximem a minimem v poměru (243):1 = 1,155:1. Toto kolísání odstraňuje systém pro ekonomické kvaziharmonické vinutí, který je znázorněn na obr. 2, kde rozvinutím funkce n(a), definované rovnicemi (3), do Taylorovy řady a využijeme-li pouze první člen řady a normalizujeme-li první člen koeficientem 3/π na stejný celkový počet N závitů, určený rovnicí (4), pak se původní funkce n(a), definovaná rovnicemi (3), změní do tvaru
π 2π' /2π \ pro a e í —I
(7)
_ /1 _
Stejně jako v případě rovnice (3), odpovídá úhel 2π, měřený podél vzduchové mezery stroje, jednomu pólpáru. Kladné hodnotě orientované hustoty n(a) odpovídá zvolený kladný směr proudu ve vodičích příslušné drážky. Záporné hodnotě odpovídá opačný, tj. záporný, směr proudu. N je celkový počet závitů jednoho pólpáru fázového vinutí, který je určen standardním způsobem z indukčního zákona (4), ve kterém ale, v případě rovnic (7), má celkový činitel vinutí kwpro užitečnou 1. harmonickou mírně odlišnou hodnotu:
V
- =0,9118906, (8).
n) kde nt je amplituda 1. harmonické Fourierova rozvoje funkce n(a) definované rovnicemi (7), přičemž tato amplituda má hodnotu:
- Ol-— I** -í ^~2 Ν~2 \3 \
Počet Ns i vodičů v i-té drážce, určené rovnicí (1), je nutno při praktické realizaci stroje zaokrouhlit na celá čísla, čímž vzniknou odchylky ANS j od ideálních hodnot daných rovnicí (1), přičemž tyto odchylky mohou v libovolné každé i-té drážce dosahovat velikosti dané vzorcem (10), aniž dojde k významnému zhoršení parametrů vinutí.
(10), kde:
N je celkový počet závitů jednoho pólpáru fázového vinutí určený rovnicí (4),
Q je počet drážek jednoho pólpáru statoru/rotoru určený rovnicí (2).
Rovnice (10) je platná pro oba typy vinutí definovaných rovnicemi (3) a (7).
Z průběhů funkcí ηΑ(α), nB(a), nc(a) zobrazených na obr. 1 plyne, že v každé drážce se nacházejí vodiče, které náležejí pouze ke dvěma různým fázím. Jedná se tedy o dvojvrstvé vinutí. Průběh funkce Σ|η(α)|, zobrazený na obr. 2, ukazuje, že součet vodičů v jednotlivých drážkách je konstantní. To je základní výhodou oproti předchozímu ekonomickému harmonickému vinutí.
Průběhy magnetických indukcí ΒΑ(α), BB(a), Bc(a) na obou obr. 1, obr. 2 vyplývají z matematických vztahů mezi funkcemi n(a) a B(a):
Ιμμ^ der kde:
gc je korigovaná délka vzduchové mezery,
Ιμ je magnetizační proud,
Poje permeabilita vakua.
Integrací diferenciální rovnice (11) získáme reciproký integrální vztah
- 5 CZ 306464 B6
B(á)=J n(a) da. (12)
Sc
Neurčitý integrál v rovnici (12) musí mít nulovou integrační konstantu, protože funkce B(a) ani n(a) nesmí z fyzikálních důvodů obsahovat stejnosměrnou složku.
Příklad výpočtu
Příkladu výpočtu rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí zobrazeném na obr. 3 je uskutečněn projeden pólpár, p = 1, který zaujímá 24 statorových drážek, tj. Q = 24. U vícepólových strojů s větším počtem pólpáru, p = 2, 3,..., by zůstal návrh jednoho pólpáru stále stejný za předpokladu, že každý pólpár by zaujímal stále stejný počet drážek Q = 24.
Z obr. 3 plyne, že celkový počet vodičů N je nerovnoměrně rozložen do 8 drážek ležících v intervalu a e <5π/3; π/3>. Vzhledem k symetrii podle vodorovné osy je N/2 vodičů rozloženo podle funkce n(a) do 4 drážek ležících v intervalu a e <0; π/3>. Podle rovnic (1) a (3) lze určit počty vodičů Ns) až Ns4 v jednotlivých drážkách označených symboly sl až s4:
</12 </12 Z X-/7-1 p(a)da= J V cos a+^jda = ~-A-N = 0,20711N, o o \o/ 2 (13a)
2</12 2x/12 Z x [Z_ ΓΖ = jn(a)da = f tfcos a + - da = ^-^^ = 0,15892W,(13b) </12 </12 \ 6 72
3</12 3x712 Z \ ./7
Nň = jn(a)da= J Ncos\a + -\da = :U~^(13c)
2x712 2x/12 k $'2v2 </3</3 jn(a)da = J 3x7123x712
Ncos a + — da = ll 6/
V = 0,03407 N.
(13d)
Pomocí vzorce (14) lze zkontrolovat, že se součet vodičů ve všech drážkách bude rovnat číslu N:
N = 2(Nsl + Ni2 + Nó + Nj (14).
Podle obr. 3 bude každá drážka obsahovat dvě vrstvy, přičemž každá vrstva přísluší jiné fázi. Součet vodičů od obou vrstev bude v každé drážce jiný a bude nabývat dvou hodnot
N = 0,24118 V,
N = 0,25882 N (15) kde jejich vzájemný poměr činí 0,25882 : 0,24118 = 1,07313. Po obvodu statoru se budou pravidelně střídat dvě dvojice drážek. V každé drážce jedné dvojice bude vždy stejný počet vodičů, buď 0,25882N, nebo 0,24118N.
Podobným způsobem je možno rozpočítat počty vodičů NSJ, NS 2, ... i pro jiné počty drážek než Q = 24, nebo 36. Výsledky jsou uvedeny v tab. 1 a tab. 2.
Celkový počet drážek Q v rámci jednoho pólpáru však nemůže být libovolné číslo. Musí to být násobek šesti daný rovnicí (2) a uvedený v tab. 1. Tomu odpovídají i příslušné počty q drážek na pól a fázi. Omezení čísla Q shora teoreticky neexistuje.
Q | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 | 48 | 54 | 60 | 66 |
q | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
Q | 72 | 78 | 84 | 90 | 96 | 102 | 108 | 114 | 120 | ... |
q | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | ... |
Tab. 1
Počty vodičů Ns v drážkách jednoho pólpáru jedné fáze trojfázového vinutí se určují podle vzorce (1). Přičemž relativní počty vodičů Ns/N v drážkách jednoho pólpáru jedné fáze trojfázového vinutí vypočtené podle vzorce (1) jsou uvedeny v tab. 2, představující relativní počty vodičů 10 Ns/N v drážkách jednoho pólpáru jedné fáze trojfázového vinutí pro přípustné počty drážek Q u ekonomického harmonického vinutí.
Q | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 | 48 |
Ní,i/N | 0,36603 | 0,26604 | 0,20711 | 0,16913 | 0,14279 | 0,12349 | 0,10876 |
Ns,2/N | 0,13397 | 0,17365 | 0,15892 | 0,13989 | 0,12326 | 0,10956 | 0,09835 |
Ns,3/N | - | 0,06031 | 0,09990 | 0,10453 | 0,09998 | 0,09319 | 0,08625 |
Nm/N | - | - | 0,03407 | 0,06460 | 0,07367 | 0,07473 | 0,07267 |
Ns,5/N | - | - | - | 0,02185 | 0,04512 | 0,05460 | 0,05785 |
Ns.s/N | - | - | - | - | 0,01519 | 0,03326 | 0,04205 |
Ns,7/N | - | - | - | - | - | 0,01117 | 0,02552 |
Ns,8/N | - | - | - | - | - | - | 0,00856 |
Ν,.θ/Ν | - | * | - | - | - | - | - |
Ns,io/N | - | - | - | - | - | - | - |
Ns,n/N | - | - | - | - | - | • | . - |
N..12/N | - | - | . | - | * | - | - |
Ns,13/N | · | - | - | • | - | - | |
Ns.14/N | - | - | - | - | - | - | - |
Ns,15/N | - | - | - | - | - | - | - |
Ns,16/N | - | - | - | - | - | - | |
Ns,17/N | - | - | - | - | - | • | |
Ns,18/N | - | - | - | - | - | - | - |
Ns,19/N | - | • | - | - | - | - | - |
Ns,žo/N | - | - | - | - | - | * | - |
... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
Tab. 2 (1. část)
Q | 54 | 60 | 66 | 72 | 78 | 84 | 90 |
Νβ,ι/Ν | 0,09716 | 0,08779 | 0,08006 | 0,07358 | 0,06806 | 0,06332 | 0,05919 |
N8t2/N | 0,08908 | 0,08135 | 0,07480 | 0,06921 | 0,06438 | 0,06017 | 0,05647 |
Ns,3/N | 0,07980 | 0,07401 | 0,06887 | 0,06432 | 0,06028 | 0,05668 | 0,05347 |
Ns,4/N | 0,06944 | 0,06587 | 0,06232 | 0,05894 | 0,05579 | 0,05288 | 0,05021 |
Νβ,δ/Ν | 0,05814 | 0,05701 | 0,05520 | 0,05311 | 0,05093 | 0,04878 | 0,04670 |
Ns,e/N | 0,04606 | 0,04752 | 0,04758 | 0,04687 | 0,04575 | 0,04441 | 0,04297 |
N8,7/N | 0,03335 | 0,03751 | 0,03953 | 0,04028 | 0,04027 | 0,03979 | 0,03903 |
Ns,b/N | 0,02019 | 0,02709 | 0,03113 | 0,03338 | 0,03452 | 0,03494 | 0,03490 |
Ns,9/N | 0,00676 | 0,01637 | 0,02244 | 0,02623 | 0,02856 | 0,02990 | 0,03060 |
N8,io/N | - | 0,00548 | 0,01354 | 0,01888 | 0,02241 | 0,02470 | 0,02615 |
Ns,u/N | - | - | 0,00453 | 0,01139 | 0,01611 | 0,01936 | 0,02157 |
N8112/N | - | - | • | 0,00381 | 0,00971 | 0,01390 | 0,01689 |
N8,13/N | - | - | - | - | 0,00324 | 0,00837 | 0,01212 |
Ns,14/N | - | - | - | - | • | 0,00280 | 0,00730 |
Ns,15/N | - | - | - | - | - | - | 0,00244 |
Ns,ie/N | - | - | - | - | - | - | - |
Ns,17/N | - | • | - | - | - | - | • |
N8,1b/N | - | - | - | - | - | - | - |
Nb,19/N | - | - | - | - | - | - | - |
N8,20/N | - | - | - | - | - | - | - |
... | ... | ... | ... | ... | ... |
Tab. 2 (2. část)
-8CZ 306464 B6
Q | 96 | 102 | 108 | 114 | 120 | ... |
Ns,i/N | 0,05557 | 0,05236 | 0,04951 | 0,04695 | 0,04464 | |
N8,2/N | 0,05319 | 0,05027 | 0,04765 | 0,04529 | 0,04315 | |
Ns,3/N | 0,05058 | 0,04798 | 0,04563 | 0,04349 | 0,04154 | |
Ns,4/N | 0,04776 | 0,04552 | 0,04345 | 0,04156 | 0,03981 | |
Νβ,δ/Ν | 0,04473 | 0,04287 | 0,04113 | 0,03950 | 0,03798 | |
Νβ,δ/Ν | 0,04151 | 0,04007 | 0,03867 | 0,03732 | 0,03604 | |
Ns,7/N | 0,03812 | 0,03712 | 0,03608 | 0,03503 | 0,03400 | |
Νβ,δ/Ν | 0,03456 | 0,03402 | 0,03336 | 0,03264 | 0,03187 | |
Νβ,θ/Ν | 0,03085 | 0,03080 | 0,03054 | 0,03014 | 0,02965 | |
N8,io/N | 0,02701 | 0,02745 | 0,02761 | 0,02755 | 0,02735 | |
Ns,n/N | 0,02305 | 0,02401 | 0,02458 | 0,02488 | 0,02498 | |
Ns.12/N | 0,01900 | 0,02047 | 0,02148 | 0,02214 | 0,02254 | |
Ns,13/N | 0,01486 | 0,01685 | 0,01830 | 0,01932 | 0,02003 | |
Ns,14/N | 0,01066 | 0,01318 | 0,01506 | 0,01645 | 0,01748 | |
Νβ,1δ/Ν | 0,00641 | 0,00945 | 0,01176 | 0,01353 | 0,01487 | |
Ns,16/N | 0,00214 | 0,00568 | 0,00843 | 0,01056 | 0,01222 | |
Ns,17/N | - | 0,00190 | 0,00507 | 0,00757 | 0,00954 | |
Νβ,1δ/Ν | - | - | 0,00169 | 0,00455 | 0,00683 | |
Ne.w/N | - | - | - | 0,00152 | 0,00411 | |
N8,2o/N | - | - | - | - | 0,00137 | |
... | ... | ... | ... | ... | ... |
Tab. 2 (3. část)
Počet Ns , vodičů v i—té drážce, určené rovnicí (1),je nutno při praktické realizaci stroje zaokrouhlit na celé číslo, čímž vzniknou odchylky ΔΝ,j od ideálních hodnot daných rovnicí (1), přičemž 5 tyto odchylky mohou v libovolné každé i-té drážce dosahovat velikosti dané vzorcem (10), aniž dojde k významnému zhoršení parametrů vinutí. Relativní odchylky vypočtené podle tohoto vzorce (10)jsou uvedeny v tabulce tab. 3, představující relativní odchylky vodičů ANS/N v jednotlivých drážkách, pro přípustné počty drážek Q u ekonomického harmonického vinutí.
-9CZ 306464 B6
Q | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 | ... |
ANs,i/N | ±0,2500 | ±0,1111 | ±0,0625 | ±0,0400 | ±0,0278 | ±0,0204 | |
ANs,2/N | ±0,2500 | ±0,1111 | ±0,0625 | ±0,0400 | ±0,0278 | ±0,0204 | |
ΔΝ..3/Ν | - | ±0,1111 | ±0,0625 | ±0,0400 | ±0,0278 | ±0,0204 | |
ΔΝ..4/Ν | - | - | ±0,0625 | ±0,0400 | ±0,0278 | ±0,0204 | |
ΔΝβ,δ/Ν | - | - | - | ±0,0400 | ±0,0278 | ±0,0204 | |
ΔΝβ,β/Ν | - | • | - | - | ±0,0278 | ±0,0204 | |
ΔΝ»,7/Ν | - | - | - | - | - | ±0,0204 | |
ΔΝβ,β/Ν | - | - | - | - | - | - | ... |
... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
Tab. 3
Oba výše popsané způsoby rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí podle vynálezu jsou vhodné pro stavbu trojfázových asynchronních strojů i synchronních strojů, zvláště synchronních generátorů.
Výhodami použití rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí podle vynálezu jsou:
- vytvoření čistě harmonického průběhu magnetické indukce podél vzduchové mezery, a to v rámci každého jednoho pólpáru,
- oproti stavu techniky je vinutí s rozložením vodičů podle vynálezu pouze dvojvrstvé oproti trojvrstvému tzv. „harmonickému vinutí“, známému ze stavu techniky,
- ekonomické harmonické vinutí má činitel vinutí kw i = 0,90690, což je v poměru 2/V3 = 1,1547 více oproti činiteli vinutí tzv. harmonického vinutí, známého ze stavu techniky,
- ekonomické kvaziharmonické vinutí má činitel vinutí kw i = 0,91189, a navíc má proti ekonomickému harmonickému vinutí ve všech drážkách stejný celkový počet vodičů (od obou vrstev).
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Stator/rotor trojfázového střídavého točivého stroje obsahující drážky a alespoň jeden pólpár, kde v drážkách každého pólpáru je uloženo statorové/rotorové vinutí všech tří fází daného pólpáru, vyznačující se tím, že počet vodičů v i-té drážce jednoho pólpáru jedné fáze trojfázového vinutí odpovídá počtu vodičů danému vzorcem1 ΛCL 306464 B6 kde Q je počet drážek jednoho pólpáru statoru/rotoru, i označuje o kterou drážku pólpáru se jedná, přičemž jde o přirozené číslo ležící v rozsahu 1 až Q, a n(a) je orientovaná hustota vodičů fázového vinutí,5 s maximální odchylkou vypočtenou podle vzorce kde N je celkový počet závitů jednoho pólpáru fázového vinutí, a Q je počet drážek jednoho ίο pólpáru statoru/rotoru.
- 2. Stator/rotor trojfázových střídavých točivých strojů podle nároku 1, vyznačující se tím, že orientovaná hustota vodičů n(a) jednoho pólpáru fázového vinutí je dána rovnicí
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2016-35A CZ201635A3 (cs) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů |
EP17162811.8A EP3211775A3 (en) | 2016-01-26 | 2017-03-24 | Unequal distribution of conductors in a core of a three-phase machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2016-35A CZ201635A3 (cs) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ306464B6 true CZ306464B6 (cs) | 2017-02-01 |
CZ201635A3 CZ201635A3 (cs) | 2017-02-01 |
Family
ID=57965520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2016-35A CZ201635A3 (cs) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3211775A3 (cs) |
CZ (1) | CZ201635A3 (cs) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB656655A (en) * | 1948-04-26 | 1951-08-29 | Ernst Wolfgang Krebs | Improvements relating to polyphase windings for dynamo-electric machines |
RU2277283C2 (ru) * | 2003-11-28 | 2006-05-27 | Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод - ОАО "ELDIN" | ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ДРОБНАЯ (q=b+0,5) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН (ВАРИАНТЫ) |
EP2270962A1 (en) * | 2009-03-27 | 2011-01-05 | Huazhong University of Science and Technology | Wound rotor brushless doubly-fed motor |
CN202076902U (zh) * | 2011-05-17 | 2011-12-14 | 浙江创新电机有限公司 | 一种20极三相异步电动机的定转子冲片结构 |
JP2014045622A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 回転電機の巻線装置 |
JP2015126628A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | アイシン精機株式会社 | 3相回転電機の波巻き巻線 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2508593C1 (ru) * | 2012-08-27 | 2014-02-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Обмотка статора трехфазных электрических машин переменного тока |
-
2016
- 2016-01-26 CZ CZ2016-35A patent/CZ201635A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-03-24 EP EP17162811.8A patent/EP3211775A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB656655A (en) * | 1948-04-26 | 1951-08-29 | Ernst Wolfgang Krebs | Improvements relating to polyphase windings for dynamo-electric machines |
RU2277283C2 (ru) * | 2003-11-28 | 2006-05-27 | Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод - ОАО "ELDIN" | ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ДРОБНАЯ (q=b+0,5) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН (ВАРИАНТЫ) |
EP2270962A1 (en) * | 2009-03-27 | 2011-01-05 | Huazhong University of Science and Technology | Wound rotor brushless doubly-fed motor |
CN202076902U (zh) * | 2011-05-17 | 2011-12-14 | 浙江创新电机有限公司 | 一种20极三相异步电动机的定转子冲片结构 |
JP2014045622A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 回転電機の巻線装置 |
JP2015126628A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | アイシン精機株式会社 | 3相回転電機の波巻き巻線 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ201635A3 (cs) | 2017-02-01 |
EP3211775A3 (en) | 2017-11-01 |
EP3211775A2 (en) | 2017-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ojaghi et al. | Modeling eccentric squirrel-cage induction motors with slotting effect and saturable teeth reluctances | |
CN105284033B (zh) | 电机 | |
Cistelecan et al. | Three phase tooth-concentrated multiple-layer fractional windings with low space harmonic content | |
Rahideh et al. | Analytical 2-D calculations of torque, inductance, and back-EMF for brushless slotless machines with surface inset magnets | |
Rahideh et al. | Analytical magnetic field calculation of slotted brushless permanent-magnet machines with surface inset magnets | |
Rahideh et al. | Analytical armature reaction field distribution of slotless brushless machines with inset permanent magnets | |
BR102014011292A2 (pt) | enrolamentos da armadura de uma máquina elétrica rotativa | |
WO2014033623A3 (en) | Stator winding of three-phase alternating current electric machines | |
Strous et al. | Brushless doubly-fed induction machines: Magnetic field modelling | |
WO2015177565A1 (en) | Synchronous reluctance machine | |
CZ306464B6 (cs) | Rozložení vodičů ve statorovém/rotorovém vinutí trojfázových střídavých točivých strojů | |
JP2015040806A (ja) | 回転角度検出装置 | |
Dotz et al. | Windings with various numbers of turns per phasor | |
Cistelecan et al. | Induction motors with changeable pole windings in the ratio 1: 4 | |
PH12020500498A1 (en) | Improved planar composite structures and assemblies for axial flux motors and generators | |
Muteba et al. | Performance analysis of a three-phase induction motor with double-triple winding layout | |
Tessarolo et al. | Analytical calculation of air-gap armature reaction field including slotting effects in fractional-slot concentrated-coil SPM multiphase machines | |
US20170310185A1 (en) | Active part of an electric machine | |
Cistelecan et al. | Analysis and design criteria for fractional unbalanced windings of three-phase motors | |
Canders et al. | Analysis and determination of symmetrical threephase windings with focus on tooth coil windings | |
CN113824234B (zh) | 磁阻式自整角机用绕组及其绕制方法 | |
Mustafakulova et al. | DIFFERENTIAL SCATTERING ASYNCHRONOUS MACHINE | |
Camarano et al. | Design and modeling of a five-phase aircraft synchronous generator with high power density | |
Dotz et al. | Winding factor analysis of star-delta windings | |
Stiller et al. | Deterministic winding function model for slotted induction machines validated by air gap magnetic field measurements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200126 |