RU109934U1 - Машина асинхронная вращающаяся - Google Patents

Машина асинхронная вращающаяся Download PDF

Info

Publication number
RU109934U1
RU109934U1 RU2011120305/07U RU2011120305U RU109934U1 RU 109934 U1 RU109934 U1 RU 109934U1 RU 2011120305/07 U RU2011120305/07 U RU 2011120305/07U RU 2011120305 U RU2011120305 U RU 2011120305U RU 109934 U1 RU109934 U1 RU 109934U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grooves
number
phases
phase
triangle
Prior art date
Application number
RU2011120305/07U
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Михайлович Агриков
Дмитрий Александрович Дуюнов
Вадим Леонидович Блинов
Сергей Александрович Иванов
Игорь Николаевич Яковлев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП"
Priority to RU2011120305/07U priority Critical patent/RU109934U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU109934U1 publication Critical patent/RU109934U1/ru

Links

Abstract

1. Машина асинхронная вращающаяся, включающая в себя статорную обмотку, состоящую из двух частей, соединенных соответственно в звезду и треугольник при соотношении чисел витков треугольника и звезды, равном , отличающаяся тем, что обмотка выполнена шестифазной и аксиально-симметричной, на каждую фазу приходится равное число пазов, катушки различных фаз уложены в разные пазы так, что результирующие векторы магнитного потока соседних фаз образуют между собой угол в 30 эл. градусов, нечетные фазы соединены в звезду, а четные - в треугольник, или наоборот, а выводы их фаз, отстоящие друг от друга на 30 эл. градусов, соединены между собой и образуют точки подключения. ! 2. Машина асинхронная вращающаяся, отличающаяся тем, что магнитопровод выполнен из трансформаторной стали или аморфного железа. ! 3. Машина асинхронная вращающаяся по п.1 или 2, отличающаяся тем, что число пазов ротора превышает значение, выбранное из оптимального сочетания чисел пазов статора и ротора для конкретного числа пазов статора, пар полюсов и мощности стандартной машины с трехфазной статорной обмоткой, обеспечивающих требуемую результирующую кривую момента.

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в любой промышленности и на транспорте.

Известны трехфазные асинхронные двигатели, в которых осуществлено подавление высших гармоник в основном за счет применения статорной обмотки, выполненной составной в виде композиции из двух частей - двух независимых трехфазных обмоток, соединенных, соответственно, в треугольник и звезду, каждая из которых подключена к питающей сети, при этом начала одноименных фаз обеих обмоток смещены в пространстве относительно друг друга на 30 эл. град. и вектор магнитной индукции каждой из фаз пересекает ось магнитопровода. Из них аналогом выбран двухполюсный асинхронный двигатель, статорная обмотка которого (RU 2046515 С, Н02К 17/06, 20.10.1995) выполнена таким образом, что укорочение шага обеих частей обмотки задают в пределах от 0,388 до 0,416 при соотношении чисел витков треугольника и звезды равном , а прототипом выбрана машина электрическая вращающаяся, статорная обмотка которой (USA 5,559,385, Н02К 3/28, 24.09.1996) также содержит составную обмотку, обе части которой (обмотки треугольника и звезды) сравнимы по мощности и занимают одинаковое число пазов, одноименные фазы при этом размещены внахлест (с взаимным перекрытием), причем вектор магнитного потока каждой из фаз пересекает ось магнитопровода. Также в прототипе вектора магнитного потока следующих одна за другой фаз попарно смещены во времени на 90 градусов, магнитные оси фаз попарно взаимно-перпендикулярны, а вектор магнитного потока статора перпендикулярен вектору тока, индуцированного в шине ротора, и совпадает с ним по фазе.

По сравнению с общеизвестным трехфазным асинхронным двигателем, в котором статорная обмотка выполнена в виде секций из множества витков изолированного медного провода, соединенных в разные группы, которые соединены в звезду или треугольник, указанные выше аналоги и прототип полезной модели обладают рядом преимуществ и отличаются, прежде всего, большей удельной мощностью и повышенными энергетическими характеристиками. Так, при перегрузке частота вращения вала прототипа уменьшается, но при этом ток практически не растет. То же происходит и при внезапном падении напряжения в цепи. Двигатель продолжает экономично работать с меньшими оборотами, не перегреваясь. После восстановления напряжения питания до номинального уровня, аналоги автоматически самозапускаются и выходят на расчетный режим работы. Это идеальное качество при «тяжелом пуске» с большим временем переходного процесса, когда требуется «раскрутить» нагрузку с моментом сопротивления значительно, в 2-3 и более раз, превышающим номинальный момент. При недогрузке коэффициент мощности обычного двигателя резко падает, попадая в область низких значений. При перегрузке, частота вращения вала обычного двигателя уменьшается незначительно, а ток резко растет, двигатель перегреваться. При недогрузке коэффициент мощности прототипа падает плавно, оставаясь в области высоких значений, за счет чего такой электродвигатель работает очень экономично. КПД обычного двигателя резко падает при понижении напряжения питания, а КПД прототипа снижается плавно, сохраняя высокие показатели даже при значительных падениях напряжения (30% и более).

Недостатками аналогов и прототипа являются повышенная сложность изготовления, увеличенный расход пазовой и лобовой изоляции, повышенный потенциал между секциями, находящимися в одном пазу, а также невозможность изготовления однослойной обмотки и обмотки без подъема витков, что является необходимым условием для автоматизации процесса намотки. Кроме того, невозможно изготовить машину с фазовым сдвигом начал обмоток на дробное число пазов (например, статор имеет 36 пазов, обмотка 2р=4, т.е. статор содержит 720 электрических градусов, следовательно, на паз приходится 20 электрических градусов, а сдвиг начал фаз должен составлять 1,5 паза, что практически невыполнимо в прототипе).

Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции обмотки машины, позволяющее изготовить однослойную обмотку для обеспечения автоматизации процесса намотки, уменьшение удельного расхода изолирующих материалов, повышение коэффициента заполнения паза медью, повышение удельной мощности, снижение удельного расхода меди и электротехнической стали, возможность изготовления машины при дробном числе пазов сдвига фаз, удешевление производства машины асинхронной вращающейся, а также повышение стойкости на пробой за счет нахождения в одном пазу витков одноименных фаз. Использование для управления и коммутации менее мощного оборудования, за счет снижения номинальных и пусковых токов. Возможность более точной установки параметров защиты.

Достигается это тем, что машина асинхронная вращающаяся включает в себя статорную обмотку, выполненную шестифазной аксиально-симметричной при соотношении чисел витков треугольника и звезды равным , на каждую фазу приходится равное число пазов, катушки различных фаз уложены в разные пазы (в отличие от прототипа перекрытие отсутствует) так, что результирующие векторы магнитного потока соседних фаз образуют между собой угол в 30 эл. градусов, нечетные фазы соединены в звезду, а четные - в треугольник, или наоборот, а выводы их фаз, отстоящие друг от друга на 30 эл. градусов, соединены между собой и образуют точки подключения фаз. При этом обмотки звезды и треугольника являются зависимыми, что приводит к более полному взаимному подавлению реактивных токов и токов высших нечетных гармоник.

Достигается это также тем, что магнитопровод машины может быть выполнен из «трансформаторной» стали или аморфного железа, что позволяет повысить удельную мощность машины и снизить удельный расход меди за счет уменьшения средней длины витков и массы электротехнической стали.

Существует вариант машины, в котором число пазов ротора отличается от значения, выбираемого из оптимального сочетания чисел пазов статора и ротора для конкретного числа пазов статора, пар полюсов и мощности стандартной машины с трехфазной статорной обмоткой на основе известных рекомендаций (Копылов И.П., Проектирование электрических машин, 1980), обеспечивающие требуемую результирующую кривую момента.

На фиг.1 и фиг.2 представлены векторные диаграммы двух вариантов расположения векторов магнитного потока фаз для 2р=2 (U1, VI, W1-точки подключения машины к внешней питающей сети).

На фиг.3-9 представлены развертки вариантов шестифазной обмотки для некоторых значений Z1, 2p, a1, с различным шагом y1, в том числе и для автоматизированной укладки (фиг.4, фиг.5, фиг.6, фиг.8), где

Z1 - число пазов статора,

р - число полюсов,

a1-число параллельных ветвей,

Y1- шаг обмотки,

Сi - вывод фазы обмотки,

арабскими цифрами обозначен порядковый номер катушки.

Принцип функционирования полезной модели тот же, что и у известных асинхронных машин.

Пример использования полезной модели.

Статорная обмотка стандартного асинхронного трехфазного двигателя АДМ100S2Y2 (4,0 кВт, 380 В, 50 Гц, ток холостого хода 3,3 А) была перемотана и уложена в пазы в один слой в соответствии со схемой, представленной на фиг.3. При этом ток холостого хода полезной модели составил величину 2,7 А, заполнение паза медью уменьшилось более чем на 20%, пусковой момент увеличился в 1,8 раза, а критическая перегрузка сопровождается плавным снижением оборотов вала - критический момент и резкий останов отсутствует. Двигатель был испытан и совместно с частотным регулятором, при этом обеспечивал равномерное вращение при частоте питающей сети 0,5 Герца.

Таким образом, полезная модель в техническом и функциональном отношении приобрела новые качества, расширенный диапазон использования с указанным выше техническим результатом и может быть использован, например, в гибридном автомобиле, железнодорожном транспорте, промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве.

Claims (3)

1. Машина асинхронная вращающаяся, включающая в себя статорную обмотку, состоящую из двух частей, соединенных соответственно в звезду и треугольник при соотношении чисел витков треугольника и звезды, равном
Figure 00000001
, отличающаяся тем, что обмотка выполнена шестифазной и аксиально-симметричной, на каждую фазу приходится равное число пазов, катушки различных фаз уложены в разные пазы так, что результирующие векторы магнитного потока соседних фаз образуют между собой угол в 30 эл. градусов, нечетные фазы соединены в звезду, а четные - в треугольник, или наоборот, а выводы их фаз, отстоящие друг от друга на 30 эл. градусов, соединены между собой и образуют точки подключения.
2. Машина асинхронная вращающаяся, отличающаяся тем, что магнитопровод выполнен из трансформаторной стали или аморфного железа.
3. Машина асинхронная вращающаяся по п.1 или 2, отличающаяся тем, что число пазов ротора превышает значение, выбранное из оптимального сочетания чисел пазов статора и ротора для конкретного числа пазов статора, пар полюсов и мощности стандартной машины с трехфазной статорной обмоткой, обеспечивающих требуемую результирующую кривую момента.
Figure 00000002
RU2011120305/07U 2011-05-23 2011-05-23 Машина асинхронная вращающаяся RU109934U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011120305/07U RU109934U1 (ru) 2011-05-23 2011-05-23 Машина асинхронная вращающаяся

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011120305/07U RU109934U1 (ru) 2011-05-23 2011-05-23 Машина асинхронная вращающаяся

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU109934U1 true RU109934U1 (ru) 2011-10-27

Family

ID=44998550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011120305/07U RU109934U1 (ru) 2011-05-23 2011-05-23 Машина асинхронная вращающаяся

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU109934U1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507664C2 (ru) * 2011-12-14 2014-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" Малошумный асинхронный двигатель
RU2528179C1 (ru) * 2013-03-06 2014-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ 2р=2, z=18
RU2538266C2 (ru) * 2013-02-27 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА АСИНРОННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ 2p=4, z=36
RU2562795C2 (ru) * 2013-06-17 2015-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" ОБМОТКА ДВУХПОЛЮСНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОМАШИНЫ ДЛЯ z=18
RU2568646C1 (ru) * 2014-10-20 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРОМАШИНЫ ДЛЯ 2p=12, z=36
RU2568672C1 (ru) * 2014-08-11 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" Малошумный энергоэффективный электропривод
RU2701282C1 (ru) * 2018-12-17 2019-09-25 Акционерное общество "АвтоВАЗ" (АО "АвтоВАЗ") Транспортное средство с гибридной силовой установкой

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507664C2 (ru) * 2011-12-14 2014-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" Малошумный асинхронный двигатель
RU2538266C2 (ru) * 2013-02-27 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА АСИНРОННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ 2p=4, z=36
RU2528179C1 (ru) * 2013-03-06 2014-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ 2р=2, z=18
RU2562795C2 (ru) * 2013-06-17 2015-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" ОБМОТКА ДВУХПОЛЮСНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОМАШИНЫ ДЛЯ z=18
RU2568672C1 (ru) * 2014-08-11 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" Малошумный энергоэффективный электропривод
RU2568646C1 (ru) * 2014-10-20 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРОМАШИНЫ ДЛЯ 2p=12, z=36
RU2701282C1 (ru) * 2018-12-17 2019-09-25 Акционерное общество "АвтоВАЗ" (АО "АвтоВАЗ") Транспортное средство с гибридной силовой установкой

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiong et al. Design of a low-harmonic-content wound rotor for the brushless doubly fed generator
Ding et al. Design and analysis of different line-start PM synchronous motors for oil-pump applications
Widmer et al. Optimized segmental rotor switched reluctance machines with a greater number of rotor segments than stator slots
FI119748B (fi) Sähkömoottori
Zhu et al. A wound field switched flux machine with field and armature windings separately wound in double stators
US8928199B2 (en) Wound rotor brushless doubly-fed motor
Tessarolo et al. Design and testing of a 45-MW 100-Hz quadruple-star synchronous motor for a liquefied natural gas turbo-compressor drive
US9837824B2 (en) Connection system for power generation system with DC output
EP1509984B1 (en) High-frequency generator
Zulu et al. Topologies for wound-field three-phase segmented-rotor flux-switching machines
US8471428B2 (en) Rotating electrical machine
RU2293428C2 (ru) Обмотки электродвигателя
JP5542849B2 (ja) スイッチドリラクタンスモータ
US7615904B2 (en) Brushless high-frequency alternator and excitation method for three-phase AC power-frequency generation
US6891301B1 (en) Simplified hybrid-secondary uncluttered machine and method
Zhang et al. Design and comparison of a novel stator interior permanent magnet generator for direct-drive wind turbines
US8076814B2 (en) Brushless high-frequency alternator and excitation method for DC, single-phase and multi-phase AC power-frequency generation
McMahon et al. Characterising brushless doubly fed machine rotors
EP2630719B1 (en) Stator of an electrical machine
TW201225485A (en) Power generator and wind power generation system
US20030057789A1 (en) Five phase alternating current generator
CN102801266B (zh) 一种无刷双馈电机绕线转子绕组及制作方法
US8593030B2 (en) Rotating electric machine for generating a constant frequency AC Power Supply from a variable speed primemover
EP2383868B1 (en) Winding arrangement
CN106233583A (zh) 电机

Legal Events

Date Code Title Description
QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20111212

QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20150616

QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20151120

PD9K Change of name of utility model owner