RU193578U1 - Энергоэффективная обмотка синхронной машины - Google Patents
Энергоэффективная обмотка синхронной машины Download PDFInfo
- Publication number
- RU193578U1 RU193578U1 RU2018143770U RU2018143770U RU193578U1 RU 193578 U1 RU193578 U1 RU 193578U1 RU 2018143770 U RU2018143770 U RU 2018143770U RU 2018143770 U RU2018143770 U RU 2018143770U RU 193578 U1 RU193578 U1 RU 193578U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- triangle
- grooves
- winding
- star
- machines
- Prior art date
Links
Images
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, конструкциям статоров синхронных машин, в том числе к конструкциям статоров синхронных машин с постоянными магнитами. Данная полезная модель может быть использована в любой промышленности, где применяется электрический привод, а также при создании объектов, к которым предъявляются высокие требования относительно пускового момента, КПД, уровня шумов и вибраций.Техническим результатом является возможность модернизации и улучшения энергетических характеристик существующего парка синхронных машин, в том числе, синхронных машин с постоянными магнитами, работающих от станции управления с преобразователем частоты.Достигается это тем, что энергоэффективная обмотка синхронной машины, состоящая из двух трехфазных совмещенных зависимых обмоток, соединенных соответственно в «звезду» и «треугольник», при соотношении числа витков «треугольника» и «звезды», равномпри этом катушки фаз уложены в пазы так, что результирующие векторы индукции магнитного потока каждой из одноименных фаз образуют в воздушном зазоре угол сдвига в 30 эл. градусов, при этом количество пазов, приходящихся на обмотку «треугольника» Z, принимается равным числу пазов, приходящихся на обмотку «звезды» Z, если k=Z/12p=n, где n - целое число, в противном случае, когда k≠n, число пазов обмотки «треугольника» рассчитывается по формуле: Z=Z-3×2р, где Z - число пазов расточки статора; р - число пар полюсов.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, конструкциям статоров синхронных машин, в том числе к конструкциям статоров синхронных машин с постоянными магнитами. Данная полезная модель может быть использована в любой промышленности, где применяется электропривод, а также при создании объектов, к которым предъявляются высокие требования относительно пускового момента, КПД, уровня шумов и вибраций.
Известны однослойные схемы обмоток электрических машин с целым числом пазов на полюс и фазу (Вольдек А.И. Электрические машины, Л., 1978, С. 416). В этих машинах статорная обмотка выполняется в виде секций из множества витков изолированного медного провода, которые соединены в звезду или треугольник. Недостатком таких обмоток являются большие потери в стали электрической машины, вызванные несинусиодальностью МДС в воздушном зазоре.
Также известны двухслойные схемы обмоток электрических машин с целым числом пазов на полюс и фазу (Вольдек А.И. Электрические машины, Л., 1978, С. 405), в которых статорная обмотка выполняется в виде секций из множества витков изолированного медного провода, уложенных в два слоя, соединенных в звезду или треугольник. Применение двухслойных обмоток позволяет выбрать более благоприятный шаг и уменьшить расход меди и изоляции и позволяет улучшить механизацию изготовления (Копылов И.П. Электрические машины, М., Высшая школа, 2004). Недостатком таких обмоток являются большие потери в стали электрической машины, обусловленные несинусиодальностью МДС, вызванной возникающими токами высших гармоник в зубцовой зоне электрической машины.
Известны трехфазные машины переменного тока, а именно трехфазные асинхронные двигатели, в которых осуществлено подавление высших гармоник, препятствующих вращению, за счет применения статорной обмотки, выполненной составной в виде композиции из двух частей - двух независимых трехфазных обмоток, соединенных, соответственно, в треугольник и в звезду, каждая из которых подключена к питающей сети, при этом начала одноименных фаз обеих обмоток смещены в пространстве относительно друг друга на угол сдвига α0 =30 эл. градусов, и вектор магнитной индукции каждой из фаз пересекает ось магнитопровода (RU 176753, H02K 3/28, 29.01.2018. Бюл. №4). Такие обмотки отличаются, прежде всего, большей удельной мощностью и повышенными энергетическими характеристиками, меньшим уровнем шумов и вибрации. При недогрузке КПД и коэффициент мощности обычного двигателя резко падает, попадая в область низких значений. В данном аналоге при недогрузке КПД и коэффициент мощности падает плавно, оставаясь в области высоких значений, за счет чего такой электродвигатель работает экономично. КПД обычного двигателя резко падает при понижении напряжения питания, а в данном аналоге КПД снижается плавно, сохраняя высокие показатели даже при значительных падениях напряжения (30% и более). Недостатком является то, что при отношении угла сдвига фаз α0=30 эл.градусов к пазовому электрическому углу αZ=2πp/Z одноименных обмоток, равном целому числу не удается произвести укладку двухслойной обмотки, в которой обмотки «звезды» и «треугольника» занимают равное количество пазов в статоре машины переменного тока.
Известна машина синхронная вращающаяся с совмещенной обмоткой (RU 113090, H02K 3/04, 27.01.2012. Бюл. №3), где улучшение электромеханических характеристик машины достигается за счет подавления высших нечетных гармоник, препятствующих вращению, что происходит благодаря намотке статорной обмотки, состоящей из двух трехфазных
совмещенных обмоток, соединенных соответственно в звезду и треугольник при соотношении чисел витков треугольника и звезды, равном при этом на каждую фазу приходится равное число пазов, катушки различных фаз уложены в разные пазы так, что результирующие векторы индукции магнитного потока каждой из соседних фаз образуют между собой угол сдвига в 30 эл. градусов, нечетные катушки 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. Недостатком такой намотки является то, что при равном числе пазов, приходящихся на обмотки «звезды» и «треугольника», не удается модернизация синхронных машин с отношением угла сдвига фаз одноименных обмоток α0=30 эл. градусов и пазового электрического угла αZ=2πp/Z равном не целому числу (k=α0/αZ≠n, где n - любое целое число, p - число пар полюсов, Z - число пазов).
Техническим результатом является возможность модернизации и улучшения энергетических характеристик существующего парка синхронных машин, в том числе, синхронных машин с постоянными магнитами, работающих от станции управления с преобразователем частоты.
Достигается это тем, что энергоэффективная обмотка синхронной машины выполняется двухслойной и состоит из двух трехфазных обмоток, соединенных соответственно в звезду и треугольник при соотношении числа витков одноименных обмоток треугольника и звезды, равном при этом катушки одноименных фаз укладываются в пазы так, что результирующие векторы индукции магнитного потока каждой одноименной фазы образуют между собой угол сдвига в 30 эл. градусов независимо от числа пазов, занимаемых обмотками, соединенными в треугольник и обмотками, соединенными в звезду.
При этом отношение угла сдвига фаз одноименных обмоток α0=30 эл.градусов и пазового электрического угла αZ=2πp/Z можно определить по формуле k=Z/12p, которая получается в результате следующего алгебраического преобразования:
При модернизации электрической синхронной машины для обеспечения угла сдвига фаз одноименных обмоток α0=30 эл.градусов необходимо до укладки обмоток рассчитывать число k=Z/12р и если k=n, где n - целое число, тогда на обмотку «треугольника» следует выделить число пазов Zтр равное числу пазов обмотки «звезда», т.е. Zтр = Zзв; в противном случае, когда k≠n, где n - целое число, на обмотку «треугольника» следует выделить меньшее число пазов Zтp<Zзв, а именно: Zтр=Zзв–3×2р, где р - число пар полюсов.
Это позволяет при значении k=Z/12p, где k - любое целое или не целое число, обеспечить в воздушном зазоре синхронной машины угол сдвига между векторами индукции магнитного потока одноименных фаз равным α0=30 эл. градусов (фиг. 1, при k=n, где n - целое число), (фиг. 2, при k≠n, где n - целое число).
Принцип работы полезной модели тот же, что и у соответствующих синхронных машин с обычной статорной обмоткой, в том числе, магнитоэлектрических синхронных машин с постоянными магнитами.
Полезная модель в техническом и функциональном отношении приобрела новые качества и может быть использована, например, в установках механизированной добычи нефти («станки-качалки»), работающих от станции управления с преобразователем частоты, в метрополитене, жилищно-коммунальном хозяйстве и различных отраслях промышленности.
Источники информации
1. Копылов И.П. Электрические машины, 4-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2004.
2. Проектирование электрических машин / под ред. И.П. Копылова - М., Энергия, 1980.
3. Вольдек А.И. Электрические машины - Л., 1978.
4. Патент №176753 RU, H02K 3/28,29.01.2018. Бюл. №4
5. Патент №113090 RU, H02K 3/04, 27.01.2012. Бюл. №3
Claims (1)
- Энергоэффективная обмотка синхронной машины, состоящая из двух трехфазных совмещенных зависимых обмоток, соединенных соответственно в звезду и треугольник при соотношении числа витков треугольника и звезды, равном при этом катушки фаз уложены в пазы так, что результирующие векторы индукции магнитного потока каждой из одноименных фаз образуют в воздушном зазоре угол сдвига в 30 эл. градусов, отличающаяся тем, что количество пазов, приходящихся на обмотку «треугольника» Zтр, принимается равным числу пазов, приходящихся на обмотку «звезды» Zзв, если k=Z/12p=n, где n - целое число, в противном случае, когда k≠n, число пазов обмотки «треугольника» рассчитывается по формуле: Zтр=Zзв-3×2р, где Z - число пазов расточки статора; р - число пар полюсов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143770U RU193578U1 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Энергоэффективная обмотка синхронной машины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143770U RU193578U1 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Энергоэффективная обмотка синхронной машины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU193578U1 true RU193578U1 (ru) | 2019-11-06 |
Family
ID=68500001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143770U RU193578U1 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Энергоэффективная обмотка синхронной машины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU193578U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199690U1 (ru) * | 2020-06-29 | 2020-09-15 | Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" | Вентильный электродвигатель |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0648006A1 (en) * | 1993-04-14 | 1995-04-12 | Maloe-Nouchno-Vnedrencheskoe Predpriyatie "Kopen" | Stator for an electrical device using alternating current |
RU113090U1 (ru) * | 2011-09-07 | 2012-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" | Машина синхронная вращающаяся с совмещенной обмоткой |
RU2568646C1 (ru) * | 2014-10-20 | 2015-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" | СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРОМАШИНЫ ДЛЯ 2p=12, z=36 |
RU176753U1 (ru) * | 2017-03-21 | 2018-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ТаграС-ЭнергоСервис" | Обмотка энергоэффективного асинхронного двигателя |
-
2018
- 2018-12-10 RU RU2018143770U patent/RU193578U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0648006A1 (en) * | 1993-04-14 | 1995-04-12 | Maloe-Nouchno-Vnedrencheskoe Predpriyatie "Kopen" | Stator for an electrical device using alternating current |
RU113090U1 (ru) * | 2011-09-07 | 2012-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" | Машина синхронная вращающаяся с совмещенной обмоткой |
RU2568646C1 (ru) * | 2014-10-20 | 2015-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АС и ПП" | СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРОМАШИНЫ ДЛЯ 2p=12, z=36 |
RU176753U1 (ru) * | 2017-03-21 | 2018-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ТаграС-ЭнергоСервис" | Обмотка энергоэффективного асинхронного двигателя |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199690U1 (ru) * | 2020-06-29 | 2020-09-15 | Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" | Вентильный электродвигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU109934U1 (ru) | Машина асинхронная вращающаяся | |
RU2507664C2 (ru) | Малошумный асинхронный двигатель | |
CN106849396B (zh) | 一种单层集中绕组直流注入型游标磁阻电机 | |
CN103001365A (zh) | 双层分数槽永磁同步电机绕组结构 | |
RU176753U1 (ru) | Обмотка энергоэффективного асинхронного двигателя | |
RU193578U1 (ru) | Энергоэффективная обмотка синхронной машины | |
CN202260733U (zh) | 一种双层分数槽永磁同步电机绕组结构 | |
RU2437201C1 (ru) | Бесконтактная электрическая машина с аксиальным возбуждением | |
RU2562795C2 (ru) | ОБМОТКА ДВУХПОЛЮСНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОМАШИНЫ ДЛЯ z=18 | |
CN108173403A (zh) | 一种变极扩速永磁同步电机 | |
CN202050341U (zh) | 抽油机专用y-△混合绕组高效节能拖动装置 | |
RU2700179C1 (ru) | Электрическая машина | |
JP5335927B2 (ja) | 風力発電機および風力発電システム | |
CN110417157B (zh) | 一种多相轴向磁通永磁同步电机 | |
RU2667661C1 (ru) | Способ изготовления усовершенствованной магнитоэлектрической машины | |
Chalmers | AC machine windings with reduced harmonic content | |
CN110932442B (zh) | 一种绕线型异步起动永磁同步电机定转子结构 | |
CN200980012Y (zh) | 散布型单双层三相交流绕组发电机 | |
RU175549U1 (ru) | Высокооборотный электромеханический преобразователь энергии | |
CN202210714U (zh) | 一种单层分数槽永磁同步电机绕组结构 | |
RU2411623C2 (ru) | Электрическая машина переменного тока | |
CN111064300A (zh) | 24槽10极三相电机绕组结构及电动车辆 | |
JP6002619B2 (ja) | 永久磁石同期機およびこれを用いた圧縮機 | |
CN109302030A (zh) | 一种单相单绕组永磁同步发电机 | |
Orlova et al. | Non-overlapping concentrated windings in homopolar inductor machines |