RU199616U1 - Обмотка электрической машины переменного тока - Google Patents

Обмотка электрической машины переменного тока Download PDF

Info

Publication number
RU199616U1
RU199616U1 RU2020114345U RU2020114345U RU199616U1 RU 199616 U1 RU199616 U1 RU 199616U1 RU 2020114345 U RU2020114345 U RU 2020114345U RU 2020114345 U RU2020114345 U RU 2020114345U RU 199616 U1 RU199616 U1 RU 199616U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
winding
poles
coil groups
phases
Prior art date
Application number
RU2020114345U
Other languages
English (en)
Inventor
Георгий Алексеевич Шаншуров
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет»
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 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет»
Priority to RU2020114345U priority Critical patent/RU199616U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU199616U1 publication Critical patent/RU199616U1/ru

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)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Обмотка электрической машины переменного тока относится к области электротехники и может быть использована в электрических машинах переменного тока, в том числе и в многоскоростных двигателях, обладающих свойством полисинхронизма.Поставленная задача расширения области применения четырехзонных на фазу двухфазных обмоток электрической машины переменного тока достигается тем, что обмотка электрической машины переменного тока, выполненная в Z пазах магнитопровода двухфазной (m=2) с числом пар полюсов, содержит 2N фазных зон, равных восьми в каждой фазе на паре полюсов. При этом число пазов Z магнитопровода определено соотношениемОбмотка выполняется с шагом по пазам уравным ширине фазной зоны τ, величины которых определены соотношениямигде i=1,…q, при этом ширине фазной зоны τменьше полюсного деления τ, равного Z/(2р), в два раза. Предлагаемое техническое решение обеспечивает равенство фазных зон обеих фаз на полюс, числовой ряд пазов Z под обмотку, кратный восьми, новые соотношения чисел полюсов обмотки с изменяемым числом полюсов: 1:3 и 2:3, что расширяет возможные исполнения двухскоростных электрических машин.Встречное или согласное включение полуфаз обмотки обеспечивает получение числа полюсов, равного 2p, 4p, 6pс сохранением или изменением чередования фаз, что расширяет технологические области применения. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройству многофазных обмоток электрических машин переменного тока, и может быть использована при изготовлении энергоэффективных электродвигателей переменного тока, в том числе и многоскоростных двигателей, обладающих свойством полисинхронизма.
Известна обмотка электрической машины переменного тока, которая выполнена двухфазной на основе двенадцати зонной трехфазной двухслойной обмотки с числом фазных зон N=4 на фазу и с числом пар полюсов р0 в Z пазах магнитопровода. [Пат. №147774 РФ, МКИ7 H02K 3/28. Обмотка электрической машины / Г.А. Шаншуров. Опубл. 20.11.2014.2014. Приоритет 11.06.2014; Заявка №2014124051].
Однако эта обмотка электрической машины переменного тока состоит из двух неравных фазных зон на полюс. Так число катушек каждой фазы на полюс равно Q1 и Q2, где Q2/Q1=2. Число катушек q=Q1 катушечных групп, число пар полюсов p0 и число пазов Z магнитопровода связаны соотношением
Z=Np0q,
при котором число пазов Z под обмотку кратно N=12: 12, 24, 36, 48, 60, 72.
Известна обмотка электрической машины переменного тока, которая выполнена двухфазной двухслойной с числом фазных зон 2N=8 на фазу и полюс [Пат. №2580673 РФ, МКИ7 H02K 3/28, 17/06, 17/14. Обмотка электрической машины переменного тока, Г.А. Шаншуров. Опубл. 10.04.2016. Приоритет 05.03.2015; Заявка №2015107818]. При этом обеспечивается равенство фазных зон обеих фаз на полюс и другой числовой ряд пазов Z под обмотку. Число пазов Z магнитопровода выполняется кратным восьми: 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, что расширяет возможные исполнения машин данного класса.
Эта обмотка наиболее близка к предлагаемому изобретению и является прототипом.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает при равенстве фазных зон обеих фаз на полюс и новом числовом ряде пазов Z под обмотку (число пазов Z кратно восьми: 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72) новые соотношения чисел полюсов обмотки с изменяемым числом полюсов, что расширяет возможные исполнения двухскоростных электрических машин.
Анализ приведенного уровня техники свидетельствует о том, что задачей изобретения является расширение области применения четырехзонных на фазу обмоток электрической машины переменного тока.
Поставленная задача достигается тем, что обмотка электрической машины переменного тока, выполненная в Z пазах магнитопровода двухфазной (m=2) с числом пар полюсов р0, содержит 2N фазных зон, равное восьми в каждой фазе на паре полюсов. В каждой паре фазных зон расположена катушечная группа, состоящая из qф последовательно включенных катушек, при этом число Z пазов магнитопровода определено соотношением
Z=2Np0qф.
Обмотка выполнена с шагом по пазам уср, равным ширине фазной зоны τф, величины которых определены соотношениями
τф=Z/(Np0), уср=Σуi/qф,
где i=1,…qф, образуя двухслойную обмотку, при этом стороны катушек в пазах распределены по закону
Figure 00000001
где "А,X и х,а", "С,Z и z,с" - фазные зоны первой фазы обмотки, "В,Y и y,b", "D,Н и h,d" - фазные зоны второй фазы обмотки. При этом (AqXq)p0, (xqaq)p0, (CqZq)p0, (zqCq)p0 - катушечные группы, образующие полуфазы первой фазы, (BqYq)p0, (yqbq)p0, (DqHq)p0, (hqdq)p0 - катушечные группы, образующие полуфазы второй фазы. Индекс “q” равен числу qф катушек фазной зоны и индекс "р0" - это число повторяющихся структур, определяющих число пар полюсов обмотки. Каждая катушечная группа снабжена выводами начал и концов для возможности создания полуфаз обмотки. В каждую фазу двухфазной обмотки включен мост из контактов коммутационного аппарата, в противоположные плечи каждого моста включены по одному нормально открытому (НОК) и нормально закрытому (НЗК) контакту, образуя в местах соединения НОК и НЗК полюса диагоналей моста, одна из диагоналей каждого моста одним полюсом соединена с концом первой полуфазы, а другим полюсом образован конец фазы, в другую диагональ каждого моста включена соответственно вторая полуфаза. При этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) определено число полюсов равное 2Kp0, а число полюсов 6 p0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), где K принимает одно из значений: 1÷2, при этом полуфазы каждой фазы включены последовательно.
Поставленная задача также достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (aqxq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, (cqZq)*p0, включенными встречно. И первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (bqyq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(DqHq)p0, (dq hq)*p0, включенными встречно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы. Одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2K р0 равное двум, где K равно единице, а число полюсов 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая разное чередование фаз обмотки.
Поставленная задача также достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, (cqzq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (aqxq)*p0, включенными встречно. И первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (bqyq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(DqHq)p0, (dqhq)*p0, включенными встречно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы. Одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2K р0 равное двум, где K равно единице, а число полюсов 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки.
Поставленная задача также достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (aqxq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, (cqZq)*p0, включенными встречно. И первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(DqHq)p0, (dqhq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (bqyq)*p0, включенными встречно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы. Одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2K р0 равное двум, где K равно единице, а число полюсов 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки.
Поставленная задача также достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, *(zqcq), включенными согласно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, *(xqaq)р0, включенными согласно, и первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (DqHq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(yqbq)p0, (dqhq)*p0, включенными встречно. А вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы. Одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2K р0 равное четырем, где K равно двум, а число полюсов 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая разное чередование фаз обмотки.
Поставленная задача также достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (ZqCq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами, *(xqaq)p0 (cqzq)*p0, включенными встречно. И первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, *(hqdq)р0, включенными согласно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(DqHq)p0, *(yqbq)p0, включенными согласно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы. Одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2K ро равное четырем, где K равно двум, а число полюсов 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки.
На фиг. 1 изображены структура, матрица и схема восьмизонной на фазу и полюс двухфазной двухслойной обмотки с одинаковой величиной фазных зон; на фиг. 2 изображена схема полюснопереключаемой обмотки (ППО) с числом пар полюсов 1:3 с разным чередование фаз обмотки; на фиг. 3 и 4 - схема ППО с числом пар полюсов 1:3 с одинаковым чередование фаз обмотки; на фиг. 5 изображена схема (ППО) с числом пар полюсов 2:3 с разным чередование фаз обмотки; на фиг. 6 - схема (ППО) с числом пар полюсов 2:3 с одинаковым чередование фаз обмотки.
Обмотка электрической машины переменного тока (фиг. 1) выполняется двухфазной (m=2) двухслойной с числом пар полюсов р0. В каждой фазе (фиг. 1а и b) на паре полюсов содержится число 2N фазных зон, которое равное восьми (табл. 1). В каждой паре фазных зон (ФЗ):
- "А,X и х,а", "С,Z и z,с" - фазные зоны первой фазы обмотки,
- "В,Y и y,b", "D,Н и h,d" - фазные зоны второй фазы обмотки,
расположена катушечная группа. При этом катушечные группы 1 - (AqXq)p0, 2 - (xqaq)p0, 3 - (CqZq)p0, 4 - (zqcq)p0 образуют полуфазы первой фазы (фиг. 1а), а катушечные группы 5 - (BqYq)p0, 6 - (yqbq)p0, 7 - (DqHq)p0, 8 - (hqdq)p0 образуют полуфазы второй фазы (фиг. 1b).
Figure 00000002
Figure 00000003
Катушечная группа состоит из qф последовательно включенных катушек, при этом число Z пазов магнитопровода определено соотношением
Z=2Np0qф.
Индекс "q" равен числу qф катушек фазной зоны и индекс "р0" - это число повторяющихся структур, определяющих число пар полюсов обмотки. Требуемое число полюсов обеспечивается (табл. 2) последовательным повторением структур (фиг. 1).
Figure 00000004
Обмотка выполнена с шагом по пазам уср ,равным ширине фазной зоны τф, величины которых определены соотношениями
τф=Z/(Np0), yср=Σyi/qф,
где i=1, …qф. При этом обмотка может быть выполнена как концентрической, так и равно секционной.
Каждая катушечная группа 1÷8 (фиг. 1÷6) снабжена выводами начал и концов 9 для возможности создания полуфаз обмотки. Каждая фаза двухфазной обмотки (фиг. 2÷6) имеет начало 10, 11 и конец 12, 13, обеспечивая параллельное и последовательное соединение фаз обмотки [Шаншуров Г.А. Матричная модель однофазного асинхронного двигателя // Электротехника. 2007. №9. С 22-27].
На основе восьми зонной на фазу и пару полюсов двухфазной обмотки электрической машины переменного тока строится полюсно переключаемая обмотка (ППО) для многоскоростных двигателей, обеспечивающая при переключении числа полюсов одинаковое или разное чередование фаз обмотки.
Для этого в каждую фазу двухфазной обмотки (фиг. 2÷6) включен мост 14, 15 из контактов коммутационного аппарата. В противоположные плечи каждого моста 14, 15 включены по одному нормально открытому (НОК) и нормально закрытому (НЗК) контакту, образуя в местах соединения НОК и НЗК полюса диагоналей моста. Одна из диагоналей каждого моста 14, 15 одним полюсом соединена с концом первой полуфазы каждой фазы (фиг. 2÷6), а другим полюсом образован конец фазы 12, 13 каждой фазы. В другую диагональ каждого моста 14, 15 включена соответственно вторая полуфаза каждой фазы.
Одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) определено число полюсов 2Kp0:
- 2Kp0 кратное двум, где K равно единице обеспечивается число полюсов кратное двум (фиг. 2÷4);
- 2Kp0 кратное четырем, где K равно двум обеспечивается число полюсов кратное четырем (фиг. 5 и 6).
Другим состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) определено число полюсов кратное шести: 6р0 (фиг. 2÷6).
При этом полуфазы каждой фазы включены последовательно при любом числе полюсов (фиг. 2÷6).
Для выполнения анализа конструктивных исполнений обмоток на работоспособность используем ряд компонент матричной модели обмоток переменного тока:
- ЭДС обмотки
Figure 00000005
где
Figure 00000006
- это матрица исследуемой обмотки (фиг. 1),
- Епрν - величина индуктируемой ЭДС проводника от ν - той гармоники поля;
- обмоточные коэффициенты для ν-тых гармоник
Figure 00000007
где
Figure 00000008
матрица m-ной строки матицы обмотки
Figure 00000009
|ami| - сумма чисел элементов строки (фазы) матрицы обмотки по модулю.
Для анализа обмотки составляется столбцовая матрица звезды пазовых э.д.с
Figure 00000010
. Элементы столбцевой матрицы определяются выражением:
Figure 00000011
где ν - номер гармонической составляющей э.д.с.(н.с), Zi - номер паза от 1 до Z0,
Figure 00000012
. Угол сдвига пазов α0
Figure 00000013
, эл. град.
Для аналитических расчетов, используя формулу Эйлера
Figure 00000014
следует перейти от выражения в матричной форме к алгебраическим выражениям:
Figure 00000015
Figure 00000016
Обмоточный коэффициент для каждой из гармоник ЭДС (НС) определится соотношением:
Figure 00000017
Выполненный матричный анализ ППО (фиг. 1) с соотношением чисел пар полюсов 1:3 (фиг. 2÷4) и 2:3 (фиг. 5 и 6) определяет ее работоспособность:
сдвиг осей фаз обмотки в пространстве;
значение обмоточного коэффициента рабочей (первой) гармоники магнитного поля;
значение коэффициента использования обмотки КИ;
чередование фаз обмотки при переключении числа фаз обмотки.
[Шаншуров Г.А. Специальные электрические машины. Оценка качества обмоток машин переменного тока на стадии проектирования: учебное пособие / Г.А. Шаншуров, Т.В. Дружинина, А.Ю. Будникова. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2015. - 40 с. - Режим доступа: http://elibrary.nstu.ru/source?bib_id=vtls000216627].
Обмотка электрической машины переменного тока с изменяющимся числом полюсов в отношении один к трем (1:3) с разным чередованием фаз (фиг. 2) и с одинаковым чередованием фаз (фиг. 3, 4) строится на основе восьми зонной на фазу и пару полюсов двухфазной обмотки электрической машины переменного тока.
Первое достигается тем (фиг. 2), что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы 10-12 образована катушечными группами 1 - *(AqXq)p0, 2 - (aqxq)*p0, включенными встречно. И вторая полуфаза первой фазы 10-12 образована катушечными группами 3 - *(CqZq)p0, 4 - (cqzq)*p0, включенными встречно. Первая полуфаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 5 - *(BqYq)p0, 6 - (bqyq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 7 - *(DqHq)p0, 8 - (dq hq)*p0, включенными встречно.
Вторые полуфазы 3 - *(CqZq)p0, 4 - (cqzq)*p0 и 7 - *(DqHq)p0, 8 - (dqhq)*p0 фаз включены в диагональ соответственно мостов 14 и 15. При открытых контактах НОК и замкнутых НЗК коммутационного аппарата образовано число полюсов 2K р0 кратное двум, где K равно единице (табл. 3).
Figure 00000018
Число полюсов кратное шести: 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (табл. 4), обеспечивая разное чередование фаз обмотки (табл. 4).
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Матричный анализ ППО (фиг. 2) показал работоспособность обмотки, образующей в пространстве симметричную систему при числе полюсов 2 и 6 (табл. 5).
Обмотка электрической машины переменного тока с изменяющимся числом полюсов в отношении один к трем (1:3) с одинаковым чередованием фаз строится на основе восьми зонной на фазу и пару полюсов двухфазной обмотки электрической машины переменного тока двух вариантов (фиг. 3÷4).
Первый вариант (фиг. 3) достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы 10-12 образована катушечными группами 3 - *(CqZq)p0, 4 - (CqZq)*p0, включенными встречно. И вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами 1 - *(AqXq)p0, 2 - (aqXq)*p0, включенными встречно. Первая полуфаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 5 - *(BqYq)p0, 6 - (bqyq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй 11-13 фазы образована катушечными группами 7 - *(DqHq)p0, 8 - (dqhq)*p0, включенными встречно.
Вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста 14, 15 соответствующей фазы. При открытых контактах НОК и замкнутых НЗК коммутационного аппарата образовано число полюсов 2K р0 кратное двум, где K равно единице (табл. 3).
Figure 00000022
Число полюсов кратное шести: 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК, обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки (табл. 6).
Figure 00000023
Матричный анализ ППО (фиг. 3) показал работоспособность обмотки, образующей в пространстве симметричную систему при числе полюсов 2 и 6 (табл. 7).
Второй вариант (фиг. 4) достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы 10-12 образована катушечными группами 1 - *(AqXq)p0, 2 - (aq xq)*p0, включенными встречно. И вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами 3 - *(CqZq)p0, 4 - (cqZq)*p0, включенными встречно. Первая полуфаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 7 - *(DqHq)p0, 8 - (dqhq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами 5 - *(BqYq)p0, 6 - (bqyq)*p0, включенными встречно.
Вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста 14, 15 соответствующей фазы. При открытых контактах НОК и замкнутых НЗК коммутационного аппарата образовано число полюсов 2K р0 кратное двум, где K равно единице (табл. 3).
Число полюсов кратное шести: 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК, обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки (табл. 8).
Figure 00000024
Матричный анализ ППО (фиг. 4) показал работоспособность обмотки, образующей в пространстве симметричную систему при числе полюсов 2 и 6 (табл. 7).
*7 Обмотка электрической машины переменного тока с изменяющимся числом полюсов в отношении два к трем (2:3) с разным чередованием фаз (фиг. 5) и с одинаковым чередованием фаз (фиг. 6) строится на основе восьми зонной на фазу и пару полюсов двухфазной обмотки электрической машины переменного тока.
Первое достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы 10-12 образована катушечными группами 1 - *(AqXq)p0, 4 - *(zqcq)р0, включенными согласно, и вторая полуфаза первой 10-12 фазы образована катушечными группами 3 - *(CqZq)p0, 2 - *(xqaq)р0, включенными согласно. Первая полуфаза второй фазы 1 -13 образована катушечными группами 5 - *(BqYq)p0, 7 - (DqHq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 6 - *(yqbq)*p0, 8 - (dqhq)*p0, включенными встречно.
Вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста 14, 15 соответствующей фазы 10-12 и 11-15. При открытых контактах НОК и замкнутых НЗК коммутационного аппарата образовано число полюсов 2K р0 кратное четырем, где K равно двум (табл. 9).
Figure 00000025
Число полюсов кратное шести: 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК, обеспечивая разное чередование фаз обмотки (табл. 4).
Figure 00000026
Figure 00000027
Матричный анализ ППО (фиг. 5) показал работоспособность обмотки, образующей в пространстве симметричную систему при числе полюсов 2 и 6 (табл. 10).
Второе (фиг. 6) достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полуфаза первой фазы 10-12 образована катушечными группами 1 - *(AqXq)p0, 3 - (ZqCq)*p0, включенными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами 2 - *(xqaq)р0, 4 - (cqZq)*p0, включенными встречно. Первая полуфаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 5 - *(BqYq)p0, 8 - *(hqdq)р0, включенными согласно, и вторая полуфаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 7 - *(DqHq)p0, 6 - *(yqbq)p0, включенными согласно.
Вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста 14, 15 соответствующей фазы 10-12 и 11-15. При открытых контактах НОК и замкнутых НЗК коммутационного аппарата образовано число полюсов 2K р0 кратное четырем, где K равно двум (табл. 11).
Figure 00000028
Figure 00000029
Число полюсов кратное шести: 6р0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК, обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки (табл. 4).
Матричный анализ ППО (фиг. 6) показал работоспособность обмотки, образующей в пространстве симметричную систему при числе полюсов 2 и 6 (табл. 12).
Figure 00000030
Матричный анализ обмотки (фиг. 1) и схем изменения числа полюсов в соотношениях 1:3 и 2:3 показывает их работоспособность:
сдвиг осей фаз обмотки при числе полюсов 2, 4, 6 равен 90 эл. град., что соответствует симметричному исполнению обмотки, обеспечивающему уе максимальное использование;
обмоточные коэффициенты рабочей (первой) гармоники К0бф1 магнитного поля (табл. 5, 7, 10, 12) при числе полюсов 2, 4, 6 определяющие коэффициент использования обмотки КИ сравнимы с показателями двухскоростных трехфазных двигателей (табл.13);
обмотка выполняется с шагом yср=τф=Z/(Np0) двухслойной (фиг. 1)
в два раза короче полюсного деления τ=Z/(2р0), а обмотка по схеме Даландера имеет шаг больше полюсного деления (≈1,2 τ).
Figure 00000031
Предлагаемые технические решения обмотки машин переменного тока позволяют обеспечить равенство фазных зон обеих фаз на полюс. Числовой ряд пазов Z под обмотку, при котором число пазов Z кратно 2N равное 8: 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, что расширяет возможные исполнения машин данного класса и применение четырехзонных на фазу обмоток.
Результаты анализа предложенных схем обмотки показывают их работоспособность: создаются рабочие магнитные поля с заданным числом полюсов и обмотки обладают высоким обмоточным коэффициентом для рабочих гармоник поля.
ППО на базе четырех зонной на фазу и плюс позволяет реализовать переключение числа полюсов как без изменения чередования фаз обмотки, так и с изменением чередования фаз, что отличает ее от известных ППО. Кроме того, возможны различные законы изменения мощности и момента при переключение числа полюсов за счет различных схем включения обмотки на сеть [ИЗ РФ №2150168 H02K 3/28, 17/06].
При этом двухфазная обмотка сохраняет положительные качества трехфазного исполнения четырехзонных на фазу обмоток электрических машин переменного тока [ПМ РФ №140530 H02K 3/28, 17/14]:
снижение расхода меди за счет уменьшения средней длины витка,
уменьшение вылета лобовых частей обмотки за счет укорочения шага обмотки по пазам,
уменьшение активного и индуктивного сопротивлений фаз, обусловленные лобовыми частями обмоток,
упрощение технологии укладки обмотки с меньшим шагом по пазам магнитопровода электрической машины.

Claims (12)

1. Обмотка электрической машины переменного тока, выполненная в Z пазах магнитопровода двухфазной (m = 2) с числом пар полюсов p0, содержит 2N фазных зон, равных восьми в каждой фазе на паре полюсов, а в каждой паре фазных зон расположена катушечная группа, состоящая из qф последовательно включённых катушек, при этом число Z пазов магнитопровода определено соотношением
Z = 2Np0qф,
обмотка выполнена с шагом по пазам yср, равным ширине фазной зоны τф, величины которых определены соотношениями
τф = Z / (Np0), yср = ∑yi /qф,
где i=1,..qф, образуя двухслойную обмотку, при этом стороны катушек в пазах распределены по закону
m\Z 1÷ q q+1 ÷2q 2q+1 ÷3q 3q+1 ÷4q 4q+1 ÷5q 5q+1 ÷6q 6q+1 ÷7q 7q+1 ÷ 8q 1 A q C q X q Z q x q z q a q c q 2 b q d q B q D q Y q H q y q h q
где " A, X и x, a ", "C, Z и z, c" - фазные зоны первой фазы обмотки, "B, Y и y, b ", " D, H и h, d" - фазные зоны второй фазы обмотки, при этом (AqXq)p0, (xqaq)p0, (CqZq)p0, (zqcq)p0, - катушечные группы, образующие полуфазы первой фазы, (BqYq)p0, (yqbq)p0, (DqHq)p0, (hqdq)p0 – катушечные группы, образующие полуфазы второй фазы, а при этом индекс "q"равен числу qф катушек фазной зоны и индекс " p0" – это число повторяющихся структур, определяющих число пар полюсов обмотки, а каждая катушечная группа снабжена выводами начал и концов для возможности создания полуфаз обмотки, в каждую фазу двухфазной обмотки включен мост из контактов коммутационного аппарата, в противоположные плечи каждого моста включены по одному нормально открытому (НОК) и нормально закрытому (НЗК) контакту, образуя в местах соединения НОК и НЗК полюса диагоналей моста, одна из диагоналей каждого моста одним полюсом соединена с концом первой полуфазы, а другим полюсом образован конец фазы, в другую диагональ каждого моста включена соответственно вторая полуфаза, отличающаяся тем, что одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) определено число полюсов, равное 2K p0, а число полюсов 6p0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), где K принимает одно из значений: 1 ÷ 2, при этом полуфазы каждой фазы включены последовательно.
2. Обмотка электрической машины переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (aqxq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, (cqzq)*p0, включёнными встречно, и первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (bqyq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами * (DqHq)p0, (dqhq)*p0, включёнными встречно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы, при этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2Kp0, кратное двум, где K равно единице, а число полюсов, кратное шести: 6p0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая разное чередование фаз обмотки.
3. Обмотка электрической машины переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, (cqzq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (aqxq)*p0, включёнными встречно, и первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (bqyq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами * (DqHq)p0, (dqhq)*p0, включёнными встречно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы, при этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2Kp0, кратное двум, где K равно единице, а число полюсов, кратное шести: 6 p0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки.
4. Обмотка электрической машины переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (aqxq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, (cqzq)*p0, включёнными встречно, и первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами * (DqHq)p0, (dqhq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (bqyq)*p0, включёнными встречно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы, при этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2K p0, кратное двум, где K равно единице, а число полюсов, кратное шести: 6 p0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки.
5. Обмотка электрической машины переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, * (zqcq) p0, включёнными согласно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(CqZq)p0, *(xqaq)p0, включёнными согласно, и первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, (DqHq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(yqbq)p0, (dqhq)*p0, включёнными встречно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы, при этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2Kp0, кратное четырём, где K равно двум, а число полюсов, кратное шести: 6p0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая разное чередование фаз обмотки.
6. Обмотка электрической машины переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что первая полуфаза первой фазы образована катушечными группами *(AqXq)p0, (ZqCq)*p0, включёнными встречно, и вторая полуфаза первой фазы образована катушечными группами, *(xqaq)p0, (cqzq)*p0, включёнными встречно, и первая полуфаза второй фазы образована катушечными группами *(BqYq)p0, *(hqdq) p0, включёнными согласно, и вторая полуфаза второй фазы образована катушечными группами * (DqHq)p0, *(yqbq)p0 , включёнными согласно, где вторые полуфазы фаз включены в диагональ каждого моста соответствующей фазы, при этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2Kp0, кратное четырём, где K равно двум, а число полюсов, кратное шести: 6p0 - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая одинаковое чередование фаз обмотки.
RU2020114345U 2020-04-22 2020-04-22 Обмотка электрической машины переменного тока RU199616U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114345U RU199616U1 (ru) 2020-04-22 2020-04-22 Обмотка электрической машины переменного тока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020114345U RU199616U1 (ru) 2020-04-22 2020-04-22 Обмотка электрической машины переменного тока

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU199616U1 true RU199616U1 (ru) 2020-09-09

Family

ID=72421250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020114345U RU199616U1 (ru) 2020-04-22 2020-04-22 Обмотка электрической машины переменного тока

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU199616U1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5256311A (en) * 1975-10-01 1977-05-09 Franklin Electric Co Inc Delay starting winding interrupting circuit for ac motor
RU99661U1 (ru) * 2010-06-30 2010-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Трехфазная обмотка электрической машины
RU147774U1 (ru) * 2014-06-11 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Обмотка электрической машины переменного тока
RU2580673C1 (ru) * 2015-03-05 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Обмотка электрической машины переменного тока

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5256311A (en) * 1975-10-01 1977-05-09 Franklin Electric Co Inc Delay starting winding interrupting circuit for ac motor
RU99661U1 (ru) * 2010-06-30 2010-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Трехфазная обмотка электрической машины
RU147774U1 (ru) * 2014-06-11 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Обмотка электрической машины переменного тока
RU2580673C1 (ru) * 2015-03-05 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Обмотка электрической машины переменного тока

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rawcliffe et al. Induction-motor speed-changing by pole-amplitude modulation
CN108713288A (zh) 多级高速可调速驱动装置
RU2580673C1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
RU199616U1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
RU147774U1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
RU200689U1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
Willems Space harmonics in unified electrical-machine theory
RU2738468C1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
CN211239494U (zh) 一种电机绕组及电机定子
Ghoroghchian et al. Dual-pole LSPM motor with dahlander winding for high inertia loads
Thaghipour Boroujeni Complex vector modeling of a doubly fed cascaded cage rotor induction machine
RU215087U1 (ru) Совмещённая обмотка электрической машины переменного тока
RU2729971C1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
Broadway et al. Phase modulated 3-phase pole changing windings
Ferreira et al. Operating points of a doubly fed cascaded induction machine
RU219420U1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
RU2072608C1 (ru) Совмещенная 3/1-фазная обмотка якоря
CN111463927B (zh) 定子组件及电机
RU2042250C1 (ru) Совмещенная электромашинная обмотка
RU215796U1 (ru) Обмотка электрической машины переменного тока
RU99661U1 (ru) Трехфазная обмотка электрической машины
SU1012395A1 (ru) Трехфазна двухскоростна обмотка машин переменного тока
RU2166827C1 (ru) Трехфазная полюсопереключаемая обмотка двухскоростного двигателя с соотношением чисел полюсов 8/6
KR950001431B1 (ko) 단상유도 전동기의 고정자 권선방법
SU970569A1 (ru) Трехфазна полюсопереключаема обмотка дл трехскоростных машин переменного тока