RO110885B

RO110885B - Bobinaj pentru mașini electrice, de curent alternativ trifazat

Info

Publication number: RO110885B
Application number: RO9400402A
Authority: RO
Inventors: Mihail Vasile Cistelecan; Elek Demeter
Original assignee: Inst De Cercetari Pentru Masin
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1996-04-30

Abstract

Invenția se referă la un bobinaj pentru mașini electrice, de curent alternativ trifazat cu 24 de crestături, la o pereche de poli (având 4 crestături pe pol și fază). Bobinele sunt realizate cu numere de spire, diferite și au deschiderile unghiulare, stabilite astfel, încât să se atenueze sau să se anuleze armonicele spațiale, ale tensiunii magnetice, din întrefier și, de asemenea, să se reducă lungimile capetelor frontale de bobină. Cu referire la fig.l, din descriere, bobinajul este realizat pe fiecare fază din două grupe (1 și 2) de bobine concentrice, fiecare grupă având o bobină (3) cu deschidere de 12 crestături și numărul de spire raportat egal cu 0,114, o bobină (4) cu deschiderea de zece crestături și numărul de spire raportat egal cu 0,1862, o bobină (5) cu deschiderea de 8 crestături și numărul de spire raportat egal cu 0,1317 și o bobină (6) cu deschiderea de 6 crestături și numărul de spire raportat egal cu 0,0681.

Description

Invenția se referă la bobinajele mașinilor electrice de curent alternativ trifazat, cu armonice spațiale atenuate și consum redus de material conductor, destinate echipării armăturilor inductoare (induse) ale mașinilor asincrone (sincrone), având 24 de crestături la perechea de poli, dar are în vedere și alte tipuri de mașini electrice trifazate, la care performanțele funcționale sunt afectate de prezenta armonicelor spațiale ale câmpului magnetic din întrefier.

în scopul atenuării unor armonice din câmpul magnetic produs în întrefier sunt cunoscute bobinajele mașinilor electrice trifazate cu 24 de crestături la o pereche de poli, având grupa de două bobine la fiecare pol, într-un strat, cu numere de spire egale [1, p.173, fig.5.5O]sau în două straturi, cu grupa de patru bobine la fiecare pol [1, p.233, fig.5.10).

Aceste tipuri de bobinaje prezintă dezavantajul că necesită un consum mare de material conductor, din cauza lungimii mari a capetelor de bobină în zona frontală, inactivă a mașinii și, de asemenea, au un conținut de armonice spațiale relativ important.

în scopul îmbunătățirii formei câmpului magnetic din întrefier se cunosc, de asemenea, bobinaje cu distribuție sinusoidală [2] care conduc, în anumite condiții, la anularea unui număr de armonice din curba tensiunii magnetice egal cu N-1, N fiind numărul de bobine din grupa corespunzătoare la doi poli.

Aceste bobinaje prezintă dezavantajul că, având numere de spire diferite de la o bobină la alta, conduc la un înalt grad de neuniformitate a încărcării (umplerii) crestăturilor și, de asemenea, la un factor de înfășurare al fundamentalei relativ scăzut (în jurul valorii de 0,8).

Invenția de față înlătură dezavantajele menționate mai sus prin aceea că, în scopul reducerii consumului de material conductor și al anulării sau atenuării unui număr de armonice ale tensiunii magnetice din întrefier, bobinajul este realizat din grupe de bobine concentrice, bobinele având deschiderile unghiulare, numerele și amplasarea în crestăturile uniform distribuite ale armăturii bine determinate prin prezenta invenție.Scurtarea pasului bobinelor, în scopul reducerii consumului de material conductor prin scurtarea lungimii capetelor de bobină și confecționarea bobinelor cu numere de spire diferite în funcție de poziția ocupată de bobina în crestăturile armăturii, în scopul anulării sau atenuării unor armonice superioare, conduc inclusiv la scăderea factorului de înfășurare al fundamentalei astfel, încât cele două măsuri se aplică prin prezenta invenție în mod corelat în vederea obținerii de economii efective de material conductor. Bobinajul realizat conform invenției este în două straturi cu un grad mic de neuniformitate a umplerii crestăturilor, presupuse de secțiune constantă.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje;

reducerea consumului de material conductor prin micșorarea lungimii capetelor frontale ale bobinelor;

- îmbunătățirea performanțelor funcționale prin atenuarea sau anularea unor armonice spațiale din curba tensiunii magnetice din întrefier.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu figura, care reprezintă o schemă de bobinaj cu 24 de crestături la fiecare pereche de poli, realizată în două straturi.

Bobinaju^ conform invenției, este realizat astfel, încât sub fiecare pol există câte o grupă de câte patru bobine concentrice, grupele conectându-se după regula sfârșit-sfârșit în vederea succesiunii de polarități corespunzătoare. Axele magnetice ale grupelor de bobine concentrice aflate sub doi poli adiacent! sunt decalate cu un pas polar (π radiani electrici sau 12 crestături). Numerele de spire ale bobinelor sunt determinate astfel ca armonicele spațiale ale tensiunii magnetice create în întrefier să fie anulate în mare parte.

în cele ce urmează se notează cu γ deschiderea unghiulară a unei bobine în grade electrice cu v ordinul armonicelor spațiale, cu vu numărul de spire al bobinelor și cu w' același număr de spire raportat la numărul total de spire w_gb existent în cele două grupe de bobine corepsunzătoare la doi poli ai mașinii. Având în vedere expresia tensiunii magnetice create de o bobină parcursă de curentul 1 (t) [3, p.93]:

Γ/(Θ,,)=^Σ isin2îco_Sv0=^t —cosv0 v=i v 2

O) unde s-a notat cu k»_v factorul de înfășurare al bobinei corespunzătoare armonicei v rezultă, expresia factorului de înfășurare al unui bobinaj conform invenției:

(2) i 2 k 2 în expresia (2) prima sumă este extinsă asupra tuturor bobinelor concentrice aflate sub un pol iar cea de a doua este extinsă asupra tuturor bobinelor concentrice aflate sub polul adiacent, numerele de spire raportate w'j fiind, pentru exemplificare date de:

' Σ'νΣ** i k

Expresia (2) pune în evidență 35 modul cum depind factorii de înfășurare ai fundamentalei și ai armonicelor superioare de numerele de spire, presupune diferite, ale bobinelor și permite determinarea unor repartiții de 40 spire pe bobine și pe grupe de bobine pentru atenuarea sau anularea unora dintre armonicele superioare.

Bobinajul de mașină electrică trifazat, conform invenției (fig.1), se 45 realizează având pe fiecare fază câte două grupe 1 și 2 de bobine concentrice, axele celor două grupe de bobine 1 și 2 fiind decalate spațial cu 12 crestături. Fiecare grupă de bobine este formată 50 din patru bobine concentrice, o bobină 3 (3) cu deschiderea de 12 crestături și cu numărul de spire raportat egal cu 0,1140, o bobină 4 care are deschiderea de zece crestături și numărul de spire raportat egal cu 0,1862, o bobină 5 cu deschiderea de opt crestături și numărul de spire raportat egal cu 0,1317 și o bobină 6 cu deschiderea de șase cretături și numărul de spire raportat egal cu 0,0681. Cele trei faze ale bobinajului sunt identice din punct de vedere al constituției decalate între ele cu câte opt crestături, rezultând în ansamblu un bobinaj trifazat simetric cu laturile de bobine amplasate în crestături în două straturi.

Factorii de înfășurare ai bobinaju110885 lui, conform invenției, calculați cu relația (2) pentru schema din figură sunt nuli pentru toate armonicele spațiale superioare până la ordinul armonicelor de dantură Z/p±1 adică 23. Factorul de înfășurare al fundamentalei este de 0,912.

Se poate defini un factor de neuniformitate a umplerii crestăturilor ε ca diferența dintre numerele de conductoare ce intră în crestătura cea mai încărcată și crestătura cea mai descărcată, raportată la numărul de conductoare ce intră în crestătura cea mai încărcată, pentru care se face dimensionarea geometriei transversale a tolei. Se poate observa că există trei categorii de crestături; o primă categorie (de exemplu crestătura cinci), în care sunt amplasate două laturi ale bobinei 3 având măsura umplerii de 2x0,114 =0,228; a doua categorie (de exemplu crestăter(1 și 2) de bobilasate o latură de bobină 4 și o latură de bobină 6 având măsura umplerii 0,1862 +

0,681=0,2543; în sfârșit, a treia categorie de crestături (de exemplu crestătura șapte), în care sunt amplasate două laturi ale bobinei 5, având măsura umplerii 2 x 0,1317= 0,2634.

Cu aceste precizări se poate observa că factorul de neuniformitate a umplerii crestăturilor (presupuse de secțiune egală) este, pentru bobinajul ce face obiectul invenției, 0,134.

Schema de bobinaj, prezentată în figură sub forma desfășurată pentru o pereche de poli, se aplică întocmai, prin repetare, pentru orice număr de perechi de poli ar avea o mașină fizică, cu respectarea modului de conectare (serie sau paralel) a grupelor de bobină corespunzătoare la o pereche de poli, dictat de necesitățile concrete ale mașinii fizice.

în textul revendicărilor prin număr de spire al unei bobine se înțelege exprimarea acestuia prin valoarea lui raportată la numărul de spire al grupelor de bobine aflate sub doi poli consecutivi ai înfășurării. în cazul concret al unei mașini ce urmează să se realizeze conform invenției, este necesar să se rotunjească la valoare întreagă numărul de spire, este necesar să se rotunjească la valoare întreagă numărul de spire al fiecărei bobine, rezultat prin înmulținrea valorii raportate, stabilită conform invenției, cu numărul total de spire al grupelor de bobine corespunzătoare la doi poli, cu respectarea conservării acestuia din urmă.

Revendicare

Claims

Bobinaj pentru mașini electrice, de curent alternativ trifazat, așezat în două straturi în crestăturile egal distanțate ale unei armături, în număr de 24 pentru fiecare pereche de poli, având capetele de bobine organizate în coroana de grupe de bobine concentrice, caracterizat prin aceea că fiecare fază are la o pereche de poli câte două grupe (1 și 2) identice decâte patru bobine concentrice fiecare, cele două grupe având axele magnetice decalate cu un pas polar adică cu 12 crestături, bobinele (3) cu deschiderea de 12 crestături având numărul egal cu 0,114 bobinele (4) cu deschiderea de 10 crestături având numărul de spire egal cu 0,1862, bobinele (5) cu deschiderea de opt crestături având numărul de spire egal cu 0,1317, iar bobinele (6) cu deschiderea de șase crestături având numărul de spire egal cu 0,0681, grupele (1 și 2) de bobine fiind conectate în serie sau în paralel, după regula sfârșit-sfârșit pentru realizarea configurației polilor, bobinajelor celor trei faze fiind identice din punct de vedere al constituției, dar decalate între ele cu câte opt crestături.