RU200689U1 - AC electric machine winding - Google Patents

AC electric machine winding Download PDF

Info

Publication number
RU200689U1
RU200689U1 RU2020122395U RU2020122395U RU200689U1 RU 200689 U1 RU200689 U1 RU 200689U1 RU 2020122395 U RU2020122395 U RU 2020122395U RU 2020122395 U RU2020122395 U RU 2020122395U RU 200689 U1 RU200689 U1 RU 200689U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
winding
phases
zone
coil groups
Prior art date
Application number
RU2020122395U
Other languages
Russian (ru)
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 RU2020122395U priority Critical patent/RU200689U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU200689U1 publication Critical patent/RU200689U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout 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.Задачей полезной модели является снижение затрат на изготовление обмотки и повышение эксплуатационных характеристик, а также расширение области применения четырехзонных на фазу обмоток в многоскоростных электродвигателях.Двухфазная обмотка электрической машины переменного тока, выполненная в Z пазах магнитопровода с числом пар полюсов р0, содержит 2N фазных зон в каждой фазе на паре полюсов, равных восьми. Обмотка имеет структуру с распределением сторон катушек в пазах по законуПри этом число пазов Z магнитопровода определено соотношениемZ=Nmp0qф.Выполнение четырехзонной обмотки цепной обеспечивает ее исполнение однослойной с укорочением шагауср=τФ±d<τ,где τ - полюсное деление двухзонной обмотки. Это приводит к упрощению изготовления и снижению расхода меди, что уменьшает затраты на изготовление обмотки. При этом дополнительно снижаются активное, индуктивное сопротивление лобового, дифференциального рассеяния, шума и вибрации в электрических машинах. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.The winding of an AC electric machine belongs to the field of electrical engineering and can be used in AC electric machines, including in multi-speed motors with the property of polysynchronism. The objective of the utility model is to reduce the cost of manufacturing a winding and increase operational characteristics, as well as expand the scope four-zone windings per phase in multi-speed electric motors. A two-phase winding of an AC electric machine, made in Z grooves of a magnetic circuit with a number of pole pairs p0, contains 2N phase zones in each phase on a pair of poles equal to eight. The winding has a structure with the distribution of the sides of the coils in the grooves according to the law The number of grooves Z of the magnetic circuit is determined by the ratio Z = Nmp0qf. The execution of a four-zone winding chain ensures its execution as a single-layer one with a shortening of the step, = τF ± d <τ, where τ is the pole division of the two-zone winding. This leads to a simplified manufacturing and a reduction in copper consumption, which reduces the cost of manufacturing the winding. At the same time, the active, inductive resistance of the frontal, differential scattering, noise and vibration in electrical machines is additionally reduced. 3 C.p. f-ly, 3 dwg

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройству многофазных обмоток электрических машин переменного тока, и может быть использовано при изготовлении энергоэффективных электродвигателей переменного тока, в том числе и многоскоростных двигателей, обладающих свойством полисинхронизма.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely, to the arrangement of multiphase windings of AC electric machines, and can be used in the manufacture of energy-efficient AC motors, including multi-speed motors with polysynchronism property.

Известны обмотки электрической машины переменного тока, которая выполнена двухфазной на основе двенадцати зонной трехфазной 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 №201412405].Known windings of an AC electric machine, which is made two-phase on the basis of twelve-zone three-phase winding with the number of phase zones N = 4 per phase and with the number of pole pairs p 0 in the Z slots of the magnetic circuit. [Pat. No. 147774 RF, MKI 7 H02K 3/28. Electrical machine winding / G.A. Shanshurov. Publ. 20.11.2014.2014. Priority 06/11/2014; Application No. 201412405].

Эта обмотка электрической машины переменного тока состоит из двух не равных 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 р0 и число пазов Z магнитопровода связаны соотношениемThis winding of an AC electric machine consists of two unequal phase zones per pole. So the number of coils of each phase per pole is equal to Q 1 and Q 2 , where Q 2 / Q 1 = 2. The number of coils q = Q 1 coil groups, the number of pole pairs p 0 and the number of slots Z of the magnetic circuit are related by the ratio

Z=Np0q,Z = Np 0 q,

где числовой ряд пазов Z под обмотку кратно N=12: 12, 24, 36, 48, 60, 72. Лучшее использование электрической машины может быть получено при включении на однофазную сеть двухфазной обмотки.where the number of slots Z for the winding is a multiple of N = 12: 12, 24, 36, 48, 60, 72. The best use of an electric machine can be obtained when a two-phase winding is connected to a single-phase network.

Известны обмотки электрической машины переменного тока, которая выполнена двухфазной двухслойной в Z пазах магнитопровода (m=2) с числом пар полюсов р0, содержит N фазных зон в каждой фазе на паре полюсов р0 [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].Known windings of an AC electric machine, which is made two-phase two-layer in the Z slots of the magnetic circuit (m = 2) with the number of pole pairs p 0 , contains N phase zones in each phase on a pair of poles p 0 [US Pat. No. 2580673 RF, MKI 7 H02K 3/28, 17/06, 17/14. Winding of an AC electric machine, G.A. Shanshurov. Publ. 10.04.2016. Priority 03/05/2015; Application No. 2015107818].

Число пазов Z магнитопровода определено соотношениемThe number of slots Z of the magnetic circuit is determined by the ratio

Z=Nmp0q,Z = Nmp 0 q,

при этом обеспечивается равенство фазных зон обеих фаз на полюс и другой числовой ряд пазов Z под обмотку, при котором число пазов Z кратно N=8: 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72. При этом обеспечивается равенство фазных зон обеих фаз на полюс и новые соотношения чисел полюсов обмотки с изменяемым числом полюсов, что расширяет возможные исполнения двухскоростных электрических машин.at the same time, the equality of the phase zones of both phases per pole and another numerical series of slots Z for the winding is ensured, in which the number of slots Z is a multiple of N = 8: 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72. This provides equality of phase zones of both phases per pole and new ratios of the numbers of poles of a winding with a variable number of poles, which expands the possible versions of two-speed electric machines.

Недостатками обмотки являются двухслойное исполнение и шаг по пазам равный ширине фазной зоны не предусматривающий уменьшение высших гармоник создаваемого магнитного поля.The disadvantages of the winding are the two-layer design and the step along the slots equal to the width of the phase zone, which does not provide for a decrease in the higher harmonics of the generated magnetic field.

Эта обмотка наиболее близка к предлагаемому изобретению и является прототипом.This winding is the closest to the proposed invention and is a prototype.

Задачей (технический результат) изобретения является снижение затрат на изготовление обмотки и повышению эксплуатационных характеристик, а также расширение области применения четырехзонных на фазу обмоток в многоскоростных электродвигателях.The objective (technical result) of the invention is to reduce the cost of manufacturing a winding and improve performance, as well as expanding the field of application of four-zone windings per phase in multi-speed electric motors.

Поставленная задача достигается тем, что обмотка электрической машины переменного тока, выполненная четырех зонной в Z пазах магнитопровода двухфазной (m=2) с числом пар полюсов р0, содержит 2N фазных зон равное восьми в каждой фазе на паре полюсов. Ширина фазной зоны τф равнаThe task is achieved by the fact that the winding of an alternating current electric machine, made in four zones in the Z grooves of a two-phase magnetic circuit (m = 2) with a number of pole pairs p 0 , contains 2N phase zones equal to eight in each phase on a pair of poles. The width of the phase zone τ f is

τф=Z/(Np0),τ ф = Z / (Np 0 ),

а в каждой паре фазных зон расположена катушечная группа, состоящая из последовательно включенных катушек. Число пазов Z магнитопровода, определенное соотношениемand in each pair of phase zones there is a coil group consisting of coils connected in series. The number of slots Z of the magnetic circuit, determined by the ratio

Z=Nmp0qф,Z = Nmp 0 q f ,

где qф - число пазов на фазу и фазную зону, содержит основную часть четырех зонной обмотки и дополнительную часть четырех зонной обмотки. Число qk катушек катушечных групп которых уложены в qф пазах магнитопровода, образуя структуру с распределением сторон катушек в пазах по законуwhere q f is the number of slots per phase and phase zone, contains the main part of the four-zone winding and an additional part of the four-zone winding. The number q k of the coils of coil groups are laid in the q f slots of the magnetic circuit, forming a structure with the distribution of the sides of the coils in the slots according to the law

Figure 00000001
Figure 00000001

на пару полюсов, где " А, X и х, а ", "В, Y и у, b " - фазные зоны основной части обмотки. При этом (AqkXqk)p0 и (xqkaqk)p0 - катушечные группы, образующие полу фазы первой фазы основной части обмотки и (BqkYqk)p0, и (yqibqi)p0 - катушечные группы, образующие полу фазы второй фазы основной части обмотки, а " С, Z и z, с", " D, Н и h, d " - фазные зоны дополнительной части обмотки. При этом (CqkZqk)p0 и (zqkcqk)p0 - катушечные группы, образующие полу фазы первой фазы дополнительной части обмотки и (DqkHqk)p0 и (hqkdqk)p0 - катушечные группы, образующие полу фазы второй фазы дополнительной части обмотки. При этом индекс "qk" - это число катушечных сторон размещенных в соответствующей фазной зоне и индекс "р0" - это число повторяющихся структур, определяющих число пар полюсов обмотки. Каждая катушечная группа снабжена выводами начал и концов для возможности создания полу фаз обмотки. Четырех зонная обмотка основной и дополнительной частей выполнена однослойной цепной: левые стороны катушек расположены в нечетных пазах, а правые - в четных пазах. При этом число qk последовательно включенных катушек в пределах каждой фазной зоны равноon a pair of poles, where "A, X and x, a", "B, Y and y, b" are the phase zones of the main part of the winding. In this case, (A qk X qk ) p0 and (x qk a qk ) p0 are coil groups forming the half-phase of the first phase of the main part of the winding and (B qk Y qk ) p0 , and (y qi b qi ) p 0 are coil groups , forming the half-phase of the second phase of the main part of the winding, and "C, Z and z, c", "D, H and h, d" are the phase zones of the additional part of the winding. In this case, (C qk Z qk ) p0 and (z qk c qk ) p0 are coil groups that form the half phase of the first phase of the additional part of the winding and (D qk H qk ) p0 and (h qk d qk ) p0 are coil groups that form half phase of the second phase of the additional part of the winding. In this case, the index "q k " is the number of coil sides located in the corresponding phase zone and the index "p 0 " is the number of repeating structures that determine the number of pairs of winding poles. Each coil group is equipped with leads and ends for the possibility of creating half phases of the winding. The four-zone winding of the main and additional parts is made of a single-layer chain winding: the left sides of the coils are located in odd slots, and the right ones are in even slots. In this case, the number q k of coils connected in series within each phase zone is

qk=qф/2,q k = q f / 2,

где qф - число пазов на фазу и фазную зону равно целому четному числу натурального рядаwhere q f - the number of grooves per phase and phase zone is equal to an even integer number of natural series

qф=Z/(Nmp0),q f = Z / (Nmp 0 ),

и выполнено с шагомand performed with a step

усрФ±k1,y cf = τ Ф ± k 1 ,

где k1 равно целому числу из натурального ряда 1, 2 … τФ - 1.where k 1 is equal to an integer from the natural series 1, 2… τ Ф - 1.

Поставленная задача также достигается тем, что фазы однослойной обмотки образованы из катушечных групп частей фаз основной и дополнительной обмоток. В каждой фазе обмотки образован мост из контактов коммутационного аппарата и одной из полу фаз обмотки. В одни противоположные плечи каждого моста включены одноименные (НЗК или НОК) контакты коммутационного аппарата, а в другие в противоположные плечи каждого моста включены: в одно плечо одна из полу фаз обмотки и в другое плечо - контакт коммутационного аппарата не одноименный с контактом в других плечах моста (НОК или НЗК). Другая полу фаза обмотки включена в одну диагональ моста, а концы другой диагонали образуют начало и конец фаз обмотки. Состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) определено число полюсов равное 2Kp0, где K принимает значения числа натурального ряда 1, 2. При этом полу фазы каждой фазы включены последовательно при одном состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен), а при другом состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен) - параллельно.The stated task is also achieved by the fact that the phases of a single-layer winding are formed from coil groups of parts of the phases of the main and additional windings. In each phase of the winding, a bridge is formed from the contacts of the switching device and one of the half phases of the winding. In some opposite arms of each bridge, the contacts of the switching device of the same name (NZK or NOC) are included, and in the other, in the opposite arms of each bridge are included: in one arm one of the half phases of the winding and in the other arm - a contact of the switching device not of the same name with the contact in the other arms bridge (NOC or NZK). The other half-phase of the winding is included in one diagonal of the bridge, and the ends of the other diagonal form the beginning and end of the winding phases. The state of the LOC and NZK of the switching device (off, on) determines the number of poles equal to 2Kp 0 , where K takes on the values of the natural number 1, 2. In this case, the half phases of each phase are connected in series with one state of the NOC and NZK contacts (on, off), and with a different state of the contacts NOC and NZK (on, off) - in parallel.

Поставленная задача также достигается тем, что фазы однослойной обмотки образованы из катушечных групп частей фаз основной и дополнительной обмоток. Так катушечные группы (AqkXqk)p0 и (CqkZqk)p0 включены последовательно согласно, образуя первую полу фазу первой фазы обмотки. И катушечные группы (xqkaqki)p0 и (zqkcqk)p0 включены последовательно согласно, образуя вторую полу фазу первой фазы обмотки. А катушечные группы (BqkYqk)p0 и (hqkdqk)p0 включены последовательно встречно, образуя первую полу фазу второй фазы обмотки. И катушечные группы (DqkHqk)p0 и (yqkbqk)p0 включены последовательно встречно, образуя вторую полу фазу второй фазы обмотки. Первые полу фазы 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 при K равном двум - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая в обоих случаях одинаковое чередование фаз обмотки.The stated task is also achieved by the fact that the phases of a single-layer winding are formed from coil groups of parts of the phases of the main and additional windings. So the coil groups (A qk X qk ) p0 and (C qk Z qk ) p0 are connected in series according to, forming the first half phase of the first phase of the winding. And the coil groups (x qk a qki ) p0 and (z qk c qk ) p0 are connected in series according to, forming the second half phase of the first phase of the winding. And the coil groups (B qk Y qk ) p0 and (h qk d qk ) p0 are connected in series in opposite directions, forming the first half phase of the second phase of the winding. And the coil groups (D qk H qk ) p0 and (y qk b qk ) p0 are connected in series opposite, forming the second half phase of the second phase of the winding. The first half phases of the phases are included in the diagonal of each bridge of the corresponding phase. In this case, one state of the LOC and NZK of the switching device (off, on) formed the number of poles 2Kp 0, a multiple of two, where K is equal to one, and the number of poles at K equal to two - the other state of the contacts of the NOC and NZK (on, off), providing in both cases, the same phase rotation of the winding.

Поставленная задача также достигается тем, что фазы однослойной обмотки образованы из катушечных групп частей фаз основной и дополнительной обмоток. Так катушечные группы (AqkXqk)p0 и (zqkcqk)p0 включены последовательно встречно, образуя первую полу фазу первой фазы обмотки. И катушечные группы (CqkZqk)p0 и (xqkaqk)p0 включены последовательно встречно, образуя вторую полу фазу первой фазы обмотки. А катушечные группы (BqkYqk)p0 и (DqkHqk)p0 включены последовательно согласно, образуя первую полу фазу второй фазы обмотки. И катушечные группы (bqkyqk)p0 и (hqkdqk)p0 включены последовательно согласно образуя вторую полу фазу второй фазы обмотки. Первые полу фазы 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 при K равном двум - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), меняя чередование фаз обмотки.The stated task is also achieved by the fact that the phases of a single-layer winding are formed from coil groups of parts of the phases of the main and additional windings. So the coil groups (A qk X qk ) p0 and (z qk c qk ) p0 are connected in series in opposite directions, forming the first half phase of the first phase of the winding. And the coil groups (C qk Z qk ) p0 and (x qk a qk ) p0 are connected in series oppositely, forming the second half phase of the first phase of the winding. And the coil groups (B qk Y qk ) p0 and (D q kH q k) p0 are connected in series according to, forming the first half phase of the second phase of the winding. And the coil groups (b qk y qk ) p0 and (h qk d qk ) p0 are connected in series according to forming the second half phase of the second phase of the winding. The first half phases of the phases are included in the diagonal of each bridge of the corresponding phase. In this case, the number of poles 2Kp 0 is a multiple of two, where K is equal to one, and the number of poles at K is equal to two, is formed by one state of the LOC and NZK of the switching device (off, on), changing the phase sequence windings.

На фиг. 1 изображены структура, матрица и схема восьми зонной на фазу и полюс двухфазной однослойной цепной обмотки; на фиг. 2 изображена схема полюсно переключаемой обмотки (ППО) 1:2 без изменения чередования фаз на базе четырех зонной однослойной цепной обмотки с числом полюсов 2р0 и включением полу фаз в фазах последовательно при одном состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен), а при другом состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен) - параллельно, а на фиг. 3 - схема ППО 1:2 с изменением чередования фаз на базе четырех зонной однослойной цепной обмотки с числом полюсов 2р0 и включением полу фаз в фазах последовательно при одном состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен), а при другом состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен) - параллельно.FIG. 1 shows the structure, matrix and diagram of an eight-zone per phase and pole of a two-phase single-layer chain winding; in fig. 2 shows a diagram of a pole-switched winding (PPO) 1: 2 without changing the phase rotation on the basis of a four-zone single-layer chain winding with the number of poles 2p 0 and turning on the half phases in phases in series with the same state of the contacts of the NOC and NZK (on, off), and with another state of the contacts LOC and NZK (on, off) - in parallel, and in Fig. 3 - PPO scheme 1: 2 with a change in the phase sequence on the basis of a four-zone single-layer chain winding with the number of poles 2p 0 and the inclusion of half phases in phases in series with one state of the NOC and NZK contacts (on, off), and with a different state of the NOC and NZK (on, off) - in parallel.

Обмотка электрической машины переменного тока выполнена двухфазной (фиг. 1÷3) цепной четырех зонной в Z пазах магнитопровода с числом пар полюсов р0. В каждой фазе на паре полюсов (фиг. 1 а и b) содержит 2N равное восьми фазных зон. При этом число Z пазов магнитопровода связано соотношениемThe winding of an alternating current electric machine is made as a two-phase (Fig. 1 ÷ 3) chain four-zone in the Z slots of the magnetic circuit with the number of pole pairs p 0 . In each phase on a pair of poles (Fig. 1 a and b) contains 2N equal to eight phase zones. In this case, the number Z of the slots of the magnetic circuit is related by the ratio

Z=Nmp0qф,Z = Nmp 0 q f ,

где qф - число пазов на фазу и фазную зону равно целому числу натурального ряда (табл. 1). Ширина фазной зоны τф равнаwhere q f - the number of grooves per phase and phase zone is equal to an integer number of natural numbers (Table 1). The width of the phase zone τ f is

τф=Z/(Np0).τ ф = Z / (Np 0 ).

В каждой паре фазных зон (ФЗ) расположена катушечная группа (табл. 1), состоящая из последовательно включенных катушек. Число qк катушек катушечных групп уложены в рядом расположенных фазных зонах τф образуют структуру с распределением сторон катушек в пазах на пару полюсов по закону (табл. 1).Each pair of phase zones (FZ) contains a coil group (Table 1), consisting of coils connected in series. The number q to the coils of the coil groups are stacked in adjacent phase zones τ f form a structure with the distribution of the sides of the coils in the grooves into a pair of poles according to the law (Table 1).

Figure 00000002
Figure 00000002

Обмотка содержит основную и дополнительную части четырех зонной обмотки. В каждой паре фазных зон (ФЗ):The winding contains the main and additional parts of the four zone winding. In each pair of phase zones (FZ):

- "А, X и х, а", "С, Z и z, с" - фазные зоны первой фазы обмотки,- "A, X and x, a", "C, Z and z, c" - phase zones of the first phase of the winding,

- "В, Y и у, b", "D, Н и h, d" - фазные зоны второй фазы обмотки, расположена катушечная группа. При этом катушечные группы: 1 - (AqkXqk)p0, 2 - (xqkaqk)p0 основной части, 3 - (CqkZqk)p0, 4 - (zqkcqk)p0 дополнительной части обмотки первой фазы (фиг. 1а) и 5 - (BqkYqk)p0, 6 - (yqkbqk)p0 основной части, 7 - (DqkHqk)p0, 8 - (hqkdqk)p0 дополнительной части обмотки второй фазы (фиг. 1b), образуют полу фазы.- "B, Y and y, b", "D, H and h, d" - phase zones of the second phase of the winding, the coil group is located. In this case, the coil groups: 1 - (A qk X qk ) p0 , 2 - (x qk a qk ) p0 of the main part, 3 - (C qk Z qk ) p0 , 4 - (z qk c qk ) p0 of the additional part of the winding of the first phases (Fig.1a) and 5 - (B qk Y qk ) p0 , 6 - (y qk b qk ) p0 of the main part, 7 - (D qk H qk ) p0 , 8 - (h qk d qk ) p0 of the additional part the windings of the second phase (Fig. 1b), form a half phase.

Индекс "qk" - это число катушечных сторон размещенных в соответствующей фазной зоне и индекс "р0" - это число повторяющихся структур, определяющих число пар полюсов обмотки. Каждая катушечная группа снабжена выводами 9 (фиг. 1а и b) начал и концов для возможности создания полу фаз обмотки.Index "q k " is the number of coil sides placed in the corresponding phase zone and index "p 0 " is the number of repeating structures that determine the number of pole pairs of the winding. Each coil group is provided with leads 9 (Fig. 1a and b) of the beginning and end to be able to create half phases of the winding.

Цепную однослойную четырех зонную обмотку отличает конструктивное размещение катушек катушечных групп в пазах магнитопровода. Левые стороны катушек катушечных групп 1÷8 основной и дополнительной части обмотки (фиг. 1) укладывают в нечетных пазах, а правые стороны - расположены в четных пазах. Число qk последовательно включенных катушек в пределах каждой фазной зоны равноThe chain single-layer four-zone winding is distinguished by the constructive arrangement of the coils of the coil groups in the grooves of the magnetic circuit. The left sides of the coils of coil groups 1 ÷ 8 of the main and additional parts of the winding (Fig. 1) are laid in odd slots, and the right sides are located in even slots. The number q k of coils connected in series within each phase zone is

qk=qф/2,q k = q f / 2,

где qф - число пазов на фазу и фазную зону равно целому числу натурального рядаwhere q f - the number of grooves per phase and phase zone is equal to an integer of the natural series

qф=Z/(Nmp0).q f = Z / (Nmp 0 ).

При четном числе qф пазов на фазу и фазную зону число qк последовательно включенных катушек в пределах каждой фазной зоны равно целому числу (табл. 1 и 2). При нечетном числе qф пазов на фазу и фазную зону число катушек в пределах каждой фазной зоны равно в одной части обмоткиWith an even number of q f grooves per phase and phase zone, the number q to series-connected coils within each phase zone is equal to an integer number (Tables 1 and 2). With an odd number of q f slots per phase and phase zone, the number of coils within each phase zone is equal in one part of the winding

qк1=(qф/2)-0,5q k1 = (q f / 2) -0.5

и в другой части обмотки (табл. 3)and in the other part of the winding (table 3)

qк2=(qф/2)+0,5.q k2 = (q f / 2) +0.5.

Варианты двухфазных цепных однослойных восьми зонных обмоток до числа пазов магнитопровода равного 64 представлены в таблице 2.Options for two-phase chain single-layer eight zone windings up to the number of magnetic circuit slots equal to 64 are presented in table 2.

Figure 00000003
Figure 00000003

При нечетном числе qф пазов на фазу и фазную зону катушки катушечных групп образуют структуру с распределением сторон катушек в пазах на пару полюсов по закону, представленному в таблице 3.With an odd number of q f slots per phase and phase zone, the coils of the coil groups form a structure with the distribution of the sides of the coils in the slots into a pair of poles according to the law presented in Table 3.

Figure 00000004
Figure 00000004

Шаг двухфазной цепной однослойной восьми зонной обмотки по пазам магнитопровода уср равенThe step of a two-phase chain single-layer eight-zone winding along the grooves of the magnetic circuit at cf is equal to

усрФ±d,y cf = τ Ф ± d,

где d - это целое число из натурального ряда 1, 2 … τФ - 1. При этом обмотка может быть выполнена как концентрической, так и равно секционной.where d is an integer from the natural series 1, 2 ... τ Ф - 1. In this case, the winding can be made both concentric and equally sectional.

Выполнение двухфазной однослойной обмотки электрической машины переменного тока четырех зонной (N=4) обеспечивает снижение расхода меди за счет уменьшения средней длины витка и вылета лобовых частей. Так при замене двух зонной обмотки (N=2) обмотки на четырех зонную (N=4) в одном и том же габарите серийного асинхронного электродвигателя уменьшение объема меди примерно равно 30%. Меньший шаг четырех зонной обмотки по пазам изменяет электрические и магнитные свойства обмотки. Так, уменьшается активное и индуктивное сопротивление фаз, обусловленные лобовыми частями обмоток.The implementation of a two-phase single-layer winding of an AC electric machine with four zones (N = 4) provides a decrease in copper consumption by reducing the average length of the loop and the overhang of the frontal parts. So when replacing two zone winding (N = 2) winding with four zone winding (N = 4) in the same size of a serial asynchronous electric motor, the decrease in copper volume is approximately 30%. A smaller pitch of the four zone winding along the slots changes the electrical and magnetic properties of the winding. So, the active and inductive resistance of the phases decreases, due to the frontal parts of the windings.

Расчет показателей качества вариантов (табл. 2) выполнен с использование матричного описания цепных однослойных четырехзонных обмоток при числе полюсов 2р0.The calculation of the quality indicators of the options (Table 2) was carried out using the matrix description of the chain single-layer four-zone windings with the number of poles 2p 0 .

Вариант 1. Число пазов Z равно 24. Для нечетного числа пазов на фазу и фазную зону qф=3 (табл. 2) число катушек в пределах каждой фазной зоны равно в одной части (основной) обмоткиOption 1. The number of slots Z is 24. For an odd number of slots per phase and phase zone q f = 3 (Table 2), the number of coils within each phase zone is equal in one part of the (main) winding

qк1=(qф/2)-0,5=1q k1 = (q f / 2) -0.5 = 1

и в другой части (дополнительной) обмотки (табл. 3)and in the other part of the (additional) winding (table 3)

qк2=(qф/2)+0,5=2.q k2 = (q f / 2) + 0.5 = 2.

Распределение сторон катушек полу фаз 1÷8 (фиг. 1) в пазах соответствует закону (табл. 4).The distribution of the sides of the coils of half phases 1 ÷ 8 (Fig. 1) in the grooves corresponds to the law (Table 4).

Figure 00000005
Figure 00000005

Структурно-числовая матрица обмотки при усрФ-1=5 имеет вид (табл. 5).Structural-numerical matrix of the winding at y av = τ Ф -1 = 5 has the form (Table 5).

Figure 00000006
Figure 00000006

Структурно-числовая матрица обмотки при усрФ+1=7 имеет вид (табл. 6).Structural-numerical matrix of the winding at y av = τ Ф + 1 = 7 has the form (Table 6).

Figure 00000007
Figure 00000007

Вариант 2. Число пазов Z равно 32. Для четного числа пазов на фазу и фазную зону qф=4 (табл. 2) число катушек обмотки в пределах каждой фазной зоны равноOption 2. The number of slots Z is 32. For an even number of slots per phase and phase zone q f = 4 (Table 2), the number of winding coils within each phase zone is

qк1=qф/2=2.q k1 = q f / 2 = 2.

Структурно-числовая матрица обмотки при усрФ-1=7 имеет вид (табл. 7).Structural-numerical matrix of the winding at y av = τ Ф -1 = 7 has the form (Table 7).

Figure 00000008
Figure 00000008

Структурно-числовая матрица обмотки при усрФ+1=9 имеет вид (табл. 8).Structural-numerical matrix of the winding at y av = τ Ф + 1 = 9 has the form (Table 8).

Figure 00000009
Figure 00000009

Вариант 3. Число пазов Z равно 48. Для четного числа пазов на фазу и фазную зону qф=6 (табл. 2) число катушек обмотки в пределах каждой фазной зоны равноOption 3. The number of slots Z is 48. For an even number of slots per phase and phase zone q f = 6 (Table 2), the number of winding coils within each phase zone is

qк1=qф/2=3.q k1 = q f / 2 = 3.

Структурно-числовая матрица цепной однослойной четырех зонной обмотки при усрФ-1=11 имеет вид (табл. 9), а структурно-числовая матрица цепной однослойной четырех зонной обмотки при усрФ+1=13 имеет вид (табл. 10). Результаты расчета показателей качества вариантов цепных однослойных четырехзонных обмоток при числе пар полюсов р0=1 представлены в таблице 11.The structural-numerical matrix of a chain single-layer four-zone winding at y av = τ Ф -1 = 11 has the form (Table 9), and the structural-numerical matrix of a chain single-layer four-zone winding at у av = τ Ф + 1 = 13 has the form ( Table 10). The results of calculating the quality indicators of variants of chain single-layer four-zone windings with the number of pole pairs p 0 = 1 are presented in Table 11.

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Цепная однослойной четырех зонная обмотка с шагом уср отличным от τФ - ширины фазной зоны:Chain single-layer four-zone winding with a step at cp different from τ Ф - the width of the phase zone:

усрФ±d, -y cf = τ Ф ± d, -

приводит к изменению распределения катушек 1÷8 полу фаз (фиг. 1) в пазах (табл. 4÷9), изменяя формы поля в воздушном зазоре. Обмотка выполняется более распределенной, уменьшая величину индуктивности дифференциального рассеяния фаз обмотки, величина которой пропорциональна коэффициенту дифференциального рассеяния Кд (табл. 10).leads to a change in the distribution of coils 1 ÷ 8 half phases (Fig. 1) in the grooves (Table 4 ÷ 9), changing the shape of the field in the air gap. The winding is made more distributed, reducing the value of the inductance of the differential dissipation of the winding phases, the value of which is proportional to the coefficient of differential dissipation K d (Table 10).

Выполнение цепной однослойной четырех зонной обмотки с шагом уср равнымExecution of a chain single-layer four-zone winding with a step at cp equal to

усрФ-d,y cf = τ Ф -d,

а на (табл. 4, 6, 8) равнымand on (Tables 4, 6, 8) equal to

усрФ-1,y cf = τ Ф -1,

обеспечивает дополнительное снижение расхода меди за счет уменьшения средней длины витка и вылета лобовых частей.provides an additional reduction in copper consumption by reducing the average length of the turn and the overhang of the frontal parts.

Увеличение числа последовательно включенных катушек qк цепной однослойной четырех зонной обмотки, уложенных в пазы магнитопровода, в пределах каждой пары фазных зон также уменьшает коэффициент дифференциального рассеяния Кд (табл. 11).An increase in the number of coils connected in series q to the chain single-layer four-zone winding, laid in the grooves of the magnetic circuit, within each pair of phase zones also reduces the differential scattering coefficient K d (Table 11).

Figure 00000012
Figure 00000012

Для выполнения анализа конструктивных исполнений цепных однослойных четырех зонных обмоток на работоспособность используем ряд компонент матричной модели обмоток переменного тока [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]:To analyze the design of chain single-layer four-zone windings for operability, we use a number of components of the matrix model of AC windings [Shanshurov G.A. Special electrical machines. Assessment of the quality of windings of alternating current machines at the design stage: textbook / G.A. Shanshurov, T.V. Druzhinin, A. Yu. Budnikov. - Novosibirsk: Publishing house of NSTU, 2015 .-- 40 p. - Access mode: http://elibrary.nstu.ru/source?bib_id=vtls000216627]:

- ЭДС обмотки- EMF winding

Figure 00000013
Figure 00000013

где ||СР|| - это матрица исследуемой обмотки (фиг. 1),where || С Р || is the matrix of the investigated winding (Fig. 1),

Eпрν - величина индуктируемой ЭДС проводника от ν - той гармоники поля;E prν - the magnitude of the induced EMF of the conductor from ν - that harmonic of the field;

- обмоточные коэффициенты для ν-тых гармоник- winding coefficients for νth harmonics

Figure 00000014
Figure 00000014

где ||СР||m матрица m-ной строки матицы обмотки ||СР||,where || С Р || m matrix of the mth row of the winding matrix || С Р ||,

|ami| - сумма чисел элементов строки (фазы) матрицы обмотки по модулю.| a mi | - the sum of the numbers of the elements of the row (phase) of the winding matrix modulo.

Для анализа обмотки составляется столбцовая матрица звезды пазовых э.д.с ||Eпрν||. Элементы столбцовой матрицы определяются выражением:To analyze the winding, a columnar matrix of the star of the slot emf is compiled || E prν ||. Column matrix elements are defined by the expression:

Figure 00000015
Figure 00000015

где ν - номер гармонической составляющей э.д.с. (н.с), Zi - номер паза от 1 до Z0, a

Figure 00000016
Угол сдвига пазов α0 для обмоток, не создающих субгармоник магнитного поля, равенwhere ν is the number of the harmonic component of the emf. (ns), Z i - slot number from 1 to Z 0 , a
Figure 00000016
The angle of shift of the slots α 0 for windings that do not create subharmonics of the magnetic field is equal to

Figure 00000017
Figure 00000017

Для аналитических расчетов, используя формулу ЭйлераFor analytical calculations using Euler's formula

Figure 00000018
Figure 00000018

следует перейти от выражения в матричной форме к алгебраическим выражениям:you should go from expression in matrix form to algebraic expressions:

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

Обмоточный коэффициент для каждой из гармоник ЭДС (НС) определится соотношением:The winding coefficient for each of the EMF harmonics (HC) is determined by the ratio:

Figure 00000021
Figure 00000021

Матричный анализ обмотки (фиг. 1) показывает работоспособность цепных однослойных четырехзонных обмоток (табл. 10):Matrix analysis of the winding (Fig. 1) shows the performance of chain single-layer four-zone windings (Table 10):

наличие сдвига осей фаз обмотки в пространстве на 90 эл. градусов обеспечивает максимальное использование обмотки; the presence of a shift in the phase axes of the winding in space by 90 el. degrees ensures maximum use of the winding;

высокий обмоточный коэффициент рабочей (первой) гармоники магнитного поля Коб1 и высокий коэффициент использования Ки;high winding factor of the working (first) harmonic of the magnetic field K about1 and high utilization factor K and ;

обмотка выполняется с шагом усрФ±d однослойной, заполняя весь объем паза.the winding is performed with a step at cp = τ Ф ± d single-layer, filling the entire volume of the groove.

Применение цепных четырехзонных обмоток расширяется при использовании их в многоскоростных двигателях. Изменение числа полюсов путем реверса тока в части катушечных групп реализуется как устройством фаз цепных четырехзонных обмоток, так и включением в структуру обмоток ключей коммутационных аппаратов (фиг. 2, 3). Фазы однослойной обмотки образованы из катушечных групп частей фаз основной и дополнительной обмоток 1÷8. Каждая катушечная группа 1÷8 (фиг. 1÷3) снабжена выводами начал и концов 9 для возможности создания полу фаз обмотки. Каждая фаза двухфазной обмотки (фиг. 2, 3) имеет начало U1 - 10, Z1 - 11 и конец U2 - 12, Z2 - 13.The use of chain four-zone windings is expanding when used in multi-speed motors. Changing the number of poles by reversing the current in part of the coil groups is realized both by the device of the phases of the chain four-zone windings, and by the inclusion of switching devices in the winding structure of the keys (Figs. 2, 3). The phases of a single-layer winding are formed from coil groups of parts of the phases of the main and additional windings 1 ÷ 8. Each coil group 1 ÷ 8 (Fig. 1 ÷ 3) is equipped with leads and ends 9 for the possibility of creating half phases of the winding. Each phase of a two-phase winding (Fig. 2, 3) has the beginning U1 - 10, Z1 - 11 and the end U2 - 12, Z2 - 13.

Обмотка электрической машины переменного тока с изменяющимся числом полюсов в отношении один к двум (1:2) с одинаковым чередованием фаз (фиг. 2) и с разным чередованием фаз (фиг. 3) строится на основе восьми зонной на фазу и пару полюсов четырех зонной двухфазной цепной обмотки электрической машины переменного тока.The winding of an AC electric machine with a variable number of poles in the ratio of one to two (1: 2) with the same phase rotation (Fig. 2) and with different phase rotation (Fig. 3) is built on the basis of eight zone per phase and a pair of four zone poles two-phase chain winding of an alternating current electric machine.

Первое достигается тем, что у обмотки электрической машины переменного тока первая полу фаза первой фазы 10-12 образована катушечными группами 1 - (AqXq)p0 и 5 - (CqZq)p0, включенными последовательно согласно, и вторая полу фаза первой 10-12 фазы образована катушечными группами 2 - (xqaq)p0 и 6 - (zqcq)p0 р0, включенными последовательно согласно. Первая полу фаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 3 - (BqYq)p0 и 8 - (hqdq)p0 включенными последовательно встречно и вторая полу фаза второй фазы 11-13 образована катушечными группами 7 - (DqHq)p0 и 4 - (yqbq)p0 включены последовательно встречно.The first is achieved by the fact that in the winding of an AC electric machine, the first half phase of the first phase 10-12 is formed by coil groups 1 - (A q X q ) p0 and 5 - (C q Z q ) p0 , connected in series according to, and the second half phase the first 10-12 phase is formed by coil groups 2 - (x q a q ) p0 and 6 - (z q c q ) p0 p0 , connected in series according to. The first half phase of the second phase 11-13 is formed by coil groups 3 - (B q Y q ) p0 and 8 - (h q d q ) p0 connected in series in opposite direction and the second half phase of the second phase 11-13 is formed by coil groups 7 - (D q H q ) p0 and 4 - (y q b q ) p0 are connected in series opposite.

Каждая фаза однослойной двухфазной обмотки (фиг. 1, 2, 3) содержит мост 14, 15 (фиг. 2, 3). В одни противоположные плечи (фиг. 2) каждого моста 14, 15 включены одноименные (НОК) контакты коммутационного аппарата. В другие противоположные плечи каждого моста 14, 15 включены: в одно плечо одна из полу фаз 2, 6 и 7, 4 соответствующей фазы 10-12 и 11-13 обмотки и в другое плечо - контакт коммутационного аппарата не одноименный с контактом в других плечах моста (НЗК).Each phase of a single-layer two-phase winding (Fig. 1, 2, 3) contains a bridge 14, 15 (Fig. 2, 3). In some opposite arms (Fig. 2) of each bridge 14, 15 are included the contacts of the same name (LOC) of the switching device. The other opposite arms of each bridge 14, 15 include: in one arm one of the half phases 2, 6 and 7, 4 of the corresponding phase 10-12 and 11-13 of the winding and in the other arm - a contact of a switching device not of the same name with a contact in other arms bridge (NZK).

Первые полу фазы фаз 1, 5 и 3, 8 включены в диагональ каждого моста 14, 15 соответствующей фазы 10-12 и 11-13. При открытом контакте НОК и замкнутых НЗК коммутационного аппарата образовано (фиг. 2) число полюсов 4Kp0 кратное четырем, где K равно двум (табл. 12), полу фазы фаз соединены последовательно. Число полюсов кратное двум: 2р0, где K равно единице (табл. 3), реализуется другим состоянием контактов НОК и НЗК, полу фазы фаз соединены параллельно. Схема обеспечивает одинаковое чередование фаз обмотки при любом числе полюсов.The first half phases of phases 1, 5 and 3, 8 are included in the diagonal of each bridge 14, 15 of the corresponding phase 10-12 and 11-13. With the open contact of the LOC and the closed NZK of the switching device formed (Fig. 2) the number of poles 4Kp 0 is multiple of four, where K is equal to two (Table 12), the half phases of the phases are connected in series. The number of poles is a multiple of two: 2p 0 , where K is equal to one (Table 3), is realized by a different state of the contacts of the NOC and NZK, the half phases of the phases are connected in parallel. The circuit provides the same winding phase rotation for any number of poles.

Обмотка с разным чередованием фаз (фиг. 2) строится из катушечных группы фаз основной 1, 2, 5, 6 и дополнительной 3, 4, 7, 8 обмоток.A winding with a different phase sequence (Fig. 2) is built from the coil group of phases of the main 1, 2, 5, 6 and additional 3, 4, 7, 8 windings.

Figure 00000022
Figure 00000022

Здесь 1 - (AqXq)p0 и 6 - (zqcq)p0 включены последовательно встречно, образуя первую полу фазу первой фазы обмотки, и катушечные группы 2 - (xqaq)p0 и 5 - (CqZq)p0 включены последовательно встречно, образуя вторую полу фазу первой фазы обмотки, а катушечные группы 3 - (BqYq)p0 и 7 - (DqHq)p0 включены последовательно согласно, образуя первую полу фазу второй фазы обмотки, и катушечные группы 4 - (yqbq)p0 и 8 - (hqdq)p0 включены последовательно согласно, образуя вторую полу фазу второй фазы обмотки.Here 1 - (A q X q ) p0 and 6 - (z q c q ) p0 are connected in series in opposite direction, forming the first half phase of the first phase of the winding, and coil groups 2 - (x q a q ) p0 and 5 - (C q Z q ) p0 are connected in series in opposite direction, forming the second half phase of the first phase of the winding, and coil groups 3 - (B q Y q ) p0 and 7 - (D q H q ) p0 are connected in series according to, forming the first half phase of the second phase of the winding, and coil groups 4 - (y q b q ) p0 and 8 - (h q d q ) p0 are connected in series according to forming the second half phase of the second phase of the winding.

Первые полу фазы фаз 1, 6 и 3, 7 включены в диагональ каждого моста 14, 15 соответствующей фазы 10-12 и 11-15. При открытом контакте НОК и замкнутых НЗК коммутационного аппарата образовано (фиг. 3) число полюсов 4Kp0 кратное четырем, где K равно двум (табл. 13), полу фазы фаз соединены последовательно. Число полюсов кратное двум: 2р0, где K равно единице (табл. 3), реализуется другим состоянием контактов НОК и НЗК - полу фазы фаз соединены параллельно., обеспечивая разное чередование фаз обмотки (табл. 13).The first half phases of phases 1, 6 and 3, 7 are included in the diagonal of each bridge 14, 15 of the corresponding phase 10-12 and 11-15. With an open contact of the NOC and closed NZK switching device formed (Fig. 3) the number of poles 4Kp 0 multiple of four, where K is equal to two (Table 13), the half phases of the phases are connected in series. The number of poles is a multiple of two: 2p 0 , where K is equal to one (Table 3), is realized by a different state of the contacts of the NOC and NZK - the half phases of the phases are connected in parallel, providing a different alternation of the winding phases (Table 13).

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

Результаты матричного анализа (фиг. 2, 3) в режиме работы при числе полюсов 4р0 показывают работоспособность однослойных четырехзонных ППО обмоток (табл. 14, 15):The results of the matrix analysis (Fig. 2, 3) in the mode of operation with the number of poles 4p 0 show the performance of single-layer four-zone PPO windings (Tables 14, 15):

сдвиг осей фаз обмотки в пространстве на 90 электрических градусов обеспечивает максимальное использование обмотки; the shift of the phase axes of the winding in space by 90 electrical degrees ensures maximum use of the winding;

высокий обмоточный коэффициент рабочей (первой) гармоники магнитного поля Коб1 и высокий коэффициент использования Ки;high winding factor of the working (first) harmonic of the magnetic field K about1 and high utilization factor K and ;

обмотка выполняется с шагом усрФ±d однослойной, заполняя весь объем паза.the winding is performed with a step at cp = τ Ф ± d single-layer, filling the entire volume of the groove.

Технический результат, обеспечиваемый применением цепных четырех зонные обмоток (фиг. 2, 3) в двухфазных асинхронных двухскоростных двигателях, - это снижение затрат на изготовление однослойных обмоток, повышение фильтрующих свойств обмоток.The technical result, provided by the use of chain four-zone windings (Fig. 2, 3) in two-phase asynchronous two-speed motors, is to reduce the cost of manufacturing single-layer windings, increase the filtering properties of the windings.

Выполнение цепных однослойных четырех зонных обмоток с укорочением шага обмоткиExecution of chain single-layer four-zone windings with a shortening of the winding pitch

усрФ±d<τ,y cf = τ Ф ± d <τ,

где τ полюсное деление двух зонной обмотки, приводит к упрощению изготовления и снижению расхода меди, что уменьшает затраты на изготовление обмотки. Применение цепных четырех зонных обмоток сопровождается сопутствующими эффектами: дополнительному снижению индуктивного сопротивления лобового, дифференциального рассеяния и активного сопротивления фаз обмотки, снижением шума и вибрации в электрических машинах [Жерве Г.К. Обмотки электрических машин. - Л.: Энергоиздат, 1989. - С. 62÷66.], - улучшая эксплуатационные характеристики электрических машин.where τ is the pole division of the two zone winding, leads to a simplification of manufacturing and a decrease in copper consumption, which reduces the cost of manufacturing the winding. The use of chain four-zone windings is accompanied by concomitant effects: an additional decrease in the inductive resistance of the frontal, differential scattering and active resistance of the winding phases, a decrease in noise and vibration in electrical machines [Gervais G.K. Electrical machine windings. - L .: Energoizdat, 1989. - P. 62 ÷ 66.], - improving the performance of electrical machines.

Расширяет применение двухскоростных электродвигателей возможность изменения числа параллельных ветвей фаз, что обеспечивает изменение частоты вращения электродвигателя с постоянством момента.The use of two-speed electric motors expands the possibility of changing the number of parallel branches of the phases, which ensures a change in the speed of the electric motor with a constant torque.

При этом двухфазная цепная четырех зонная на фазу обмотка сохраняет положительные качества трехфазного исполнения аналогичной обмотки электрической машины переменного тока [Пат. №147774 РФ, МКИ7 H02K 3/28. Обмотка электрической машины / Г.А. Шаншуров. Опубл. 20.11.2014.2014. Приоритет 11.06.2014; Заявка №2014124051.]:In this case, a two-phase chain four-zone winding per phase retains the positive qualities of a three-phase version of a similar winding of an AC electric machine [Pat. No. 147774 RF, MKI 7 H02K 3/28. Electrical machine winding / G.A. Shanshurov. Publ. 20.11.2014.2014. Priority 06/11/2014; Application No. 2014124051.]:

снижение расхода меди за счет уменьшения средней длины витка, reduction of copper consumption by reducing the average length of the coil,

уменьшение вылета лобовых частей обмотки за счет укорочения шага обмотки по пазам, reducing the overhang of the winding frontal parts by shortening the winding pitch along the slots,

уменьшение активного и индуктивного сопротивлений фаз, обусловленные лобовыми частями обмоток, decrease in active and inductive phase resistances caused by the frontal parts of the windings,

упрощение технологии укладки обмотки с меньшим шагом по пазам магнитопровода электрической машины. simplification of the technology of laying the winding with a smaller pitch along the grooves of the magnetic circuit of an electric machine.

Claims (16)

1. Обмотка электрической машины переменного тока, выполненная четырёхзонной в Z пазах магнитопровода двухфазной (m = 2) с числом пар полюсов p0, содержит 2N фазных зон, равных восьми в каждой фазе на паре полюсов, при этом ширина фазной зоны τф равна 1. The winding of an AC electric machine, made four-zone in the Z slots of the magnetic circuit, two-phase (m = 2) with the number of pole pairs p 0, contains 2N phase zones equal to eight in each phase on a pair of poles, while the width of the phase zone τ f is τф = Z / (Np0),τ ф = Z / (Np 0 ), а в каждой паре фазных зон расположена катушечная группа, состоящая из последовательно включённых катушек, при этом число пазов Z магнитопровода определено соотношениемand in each pair of phase zones there is a coil group, consisting of coils connected in series, while the number of slots Z of the magnetic circuit is determined by the ratio Z = Nmp0qф, Z = Nmp 0 q f , где qф – число пазов на фазу и фазную зону, содержит основную часть четырёхзонной обмотки и дополнительную часть четырёхзонной обмотки, число qк катушек катушечных групп которых уложены в qф пазах магнитопровода, образуя структуру с распределением сторон катушек в пазах по закону where q f is the number of grooves per phase and phase zone, contains the main part of the four-zone winding and an additional part of the four-zone winding, the number q of the coils of the coil groups of which are laid in q f grooves of the magnetic circuit, forming a structure with the distribution of the sides of the coils in the grooves according to the law
Figure 00000026
Figure 00000026
на пару полюсов, где "A, X и x, a", "B, Y и y, b" - фазные зоны основной части обмотки, при этом (AqkXqk)p0 и (xqkaqk)p0 – катушечные группы, образующие полуфазы первой фазы основной части обмотки, и (BqkYqk)p0, и (yqkbqk)p0 - катушечные группы, образующие полуфазы второй фазы основной части обмотки, а "C, Z и z, c", "D, H и h, d" - фазные зоны дополнительной части обмотки, при этом (CqkZqk)p0 и (zqkcqk)p0 – катушечные группы, образующие полуфазы первой фазы дополнительной части обмотки, и (DqkHqk)p0 и (hqkdqk)p0 - катушечные группы, образующие полуфазы второй фазы дополнительной части обмотки, при этом индекс "qk" – это число катушечных сторон, размещённых в соответствующей фазной зоне, 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, отличающаяся тем, что четырёхзонная обмотка основной и дополнительной частей выполнена цепной однослойной, у которой левые стороны катушек расположены в нечётных пазах, а правые стороны катушек расположены в чётных пазах, при этом число qk последовательно включённых катушек в пределах каждой фазной зоны равно on a pair of poles, where "A, X and x, a "," B, Y and y, b "are the phase zones of the main part of the winding, while (AqkXqk)p0 and (xqkaqk)p0- coil groups forming the half-phases of the first phase of the main part of the winding, and (BqkYqk)p0, and (yqkbqk)p0- coil groups forming the half-phases of the second phase of the main part of the winding, and "C, Z and z, c "," D, H and h, d "are the phase zones of the additional part of the winding, while (CqkZqk)p0 and (zqkcqk)p0 - coil groups forming the half-phases of the first phase of the additional part of the winding, and (DqkHqk)p0 and Hqkdqk)p0- coil groups forming the half-phases of the second phase of the additional part of the winding, while the index "qk"Is the number of coil sides located in the corresponding phase zone, and the index" p0"Is the number of repeating structures that determine the number of pairs of winding poles, and each coil group is equipped with leads and ends for the possibility of creating half-phases of the winding, characterized in that the four-zone winding of the main and additional parts is made of a single-layer chain, in which the left sides of the coils are located in odd grooves, and the right sides of the coils are located in even grooves, while the number qk series-connected coils within each phase zone is equal to qk = qф /2,q k = q f / 2, где qф – число пазов на фазу и фазную зону равно целому числу натурального рядаwhere q f is the number of grooves per phase and phase zone is equal to an integer of the natural series qф = Z / (Nmp0),q f = Z / (Nmp 0 ), и выполнено с шагом and performed with a step уср= τФ ± d,y cf = τ Ф ± d, где k1 равно целому числу из натурального ряда 1, 2… τФ – 1. where k 1 is equal to an integer from the natural series 1, 2… τ Ф - 1. 2. Обмотка электрической машины переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что фазы однослойной обмотки образованы из катушечных групп частей фаз основной и дополнительной обмоток, в каждой фазе обмотки образован мост из контактов коммутационного аппарата и одной из полуфаз обмотки, в одни противоположные плечи каждого моста включены одноимённые (НЗК или НОК) контакты коммутационного аппарата, в другие в противоположные плечи каждого моста включены: в одно плечо одна из полуфаз обмотки и в другое плечо - контакт коммутационного аппарата, не одноимённый с контактом в других плечах моста (НОК или НЗК), другая полуфаза обмотки включена в одну диагональ моста, а концы другой диагонали образуют начало и конец фаз обмотки, состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) определено число полюсов, равное 2Kp0, где K принимает значения числа натурального ряда 1, 2, при этом полуфазы каждой фазы включены последовательно при одном состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен), а при другом состоянии контактов НОК и НЗК (включен, выключен) – параллельно.2. The winding of an alternating current electric machine according to claim 1, characterized in that the phases of the single-layer winding are formed from coil groups of parts of the phases of the main and additional windings, in each phase of the winding, a bridge is formed from the contacts of the switching device and one of the half-phases of the winding, the contacts of the switching device of the same name (NZK or NOC) are included in one opposite arms of each bridge, in the other, in the opposite arms of each bridge are included: one of the half-phases of the winding and to the other arm - a contact of the switching device, not of the same name with the contact in other arms of the bridge (LOC or NZK), the other half-phase of the winding is included in one diagonal of the bridge, and the ends of the other diagonal form the beginning and end of the phases of the winding, by the state of the LOC and NZK of the switching device (off , on) the number of poles is determined to be 2Kp0, where K takes on the values of the natural number 1, 2, while the half-phases of each phase are connected in series with one state of the LOC and NZK contacts (on, off), and with a different state of the NOC and NZK contacts (on, off) - in parallel. 3. Обмотка электрической машины переменного тока по п.2, отличающаяся тем, что фазы однослойной обмотки образованы из катушечных групп частей фаз основной и дополнительной обмоток, так катушечные группы (AqkXqk)p0 и (CqkZqk)p0 включены последовательно согласно, образуя первую полуфазу первой фазы обмотки, и катушечные группы (xqkaqk)p0 и (zqkcqk)p0 включены последовательно согласно, образуя вторую полуфазу первой фазы обмотки, а катушечные группы (BqkYqk)p0 и (hqkdqk)p0 включены последовательно встречно, образуя первую полуфазу второй фазы обмотки, и катушечные группы (DqkHqk)p0 и (yqkbqk)p0 включены последовательно встречно, образуя вторую полуфазу второй фазы обмотки, при этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2Kp0, кратное двум, где K равно единице, а число полюсов при K, равное двум, - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), обеспечивая в обоих случаях одинаковое чередование фаз обмотки. 3. Winding of an alternating current electric machine according to claim 2, characterized in that the phases of the single-layer winding are formed from coil groups of parts of the phases of the main and additional windings, so the coil groups (A qk X qk ) p0 and (C qk Z qk ) p0 are connected in series according to, forming the first half-phase of the first phase of the winding, and the coil groups (x qk a qk ) p0 and (z qk c qk ) p0 are connected in series according to, forming the second half-phase of the first phase of the winding, and the coil groups (B qk Y qk ) p0 and ( h qk d qk ) p0 are connected in series oppositely, forming the first half-phase of the second phase of the winding, and the coil groups (D qk H qk ) p0 and (y qk b qk ) p0 are connected in series oppositely, forming the second half-phase of the second phase of the winding, with one state NOC and NZK of the switching device (off, on) formed the number of poles 2Kp 0, a multiple of two, where K is equal to one, and the number of poles at K equal to two, is a different state of the NOC and NZK contacts (on, off), providing in both cases the same second winding phase rotation. 4. Обмотка электрической машины переменного тока по п.2, отличающаяся тем, что фазы однослойной обмотки образованы из катушечных групп частей фаз основной и дополнительной обмоток, так катушечные группы (AqkXqk)p0 и (zqkcqk)p0 включены последовательно встречно, образуя первую полуфазу первой фазы обмотки, и катушечные группы (CqkZqk)p0 и (xqkaqk)p0 включены последовательно встречно, образуя вторую полуфазу первой фазы обмотки, а катушечные группы (BqkYqk)p0 и (DqkHqk)p0 включены последовательно согласно, образуя первую полуфазу второй фазы обмотки, и катушечные группы (bqkyqk)p0 и (hqkdqk)p0 включены последовательно согласно, образуя вторую полуфазу второй фазы обмотки, при этом одним состоянием НОК и НЗК коммутационного аппарата (выключен, включен) образовано число полюсов 2Kp0, кратное двум, где K равно единице, а число полюсов при K, равное двум, - другим состоянием контактов НОК и НЗК (включен, выключен), меняя чередование фаз обмотки. 4. Winding of an alternating current electric machine according to claim 2, characterized in that the phases of a single-layer winding are formed from coil groups of parts of the phases of the main and additional windings, so coil groups (AqkXqk)p0and (zqkcqk)p0 connected in series in opposite direction, forming the first half-phase of the first phase of the winding, and coil groups (CqkZqk)p0 and (xqkaqk)p0 connected in series in opposite direction, forming the second half-phase of the first phase of the winding, and the coil groups (BqkYqk)p0and (DqkHqk)p0 connected in series according to, forming the first half-phase of the second phase of the winding, and the coil groups (bqkyqk)p0 and (hqkdqk)p0connected in series according to, forming the second half-phase of the second phase of the winding, while one state of the NOC and NZK of the switching device (off, on) forms the number of poles 2Kp0,a multiple of two, where K is equal to one, and the number of poles at K equal to two is a different state of the contacts of the LOC and NZK (on, off), changing the phase rotation of the winding.
RU2020122395U 2020-07-07 2020-07-07 AC electric machine winding RU200689U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020122395U RU200689U1 (en) 2020-07-07 2020-07-07 AC electric machine winding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020122395U RU200689U1 (en) 2020-07-07 2020-07-07 AC electric machine winding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU200689U1 true RU200689U1 (en) 2020-11-05

Family

ID=73399107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020122395U RU200689U1 (en) 2020-07-07 2020-07-07 AC electric machine winding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU200689U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2153753C1 (en) * 1998-12-01 2000-07-27 Новосибирский государственный технический университет Multipole winding of electric machine
RU140530U1 (en) * 2013-12-18 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" WINDING AC ELECTRIC MACHINE
RU147774U1 (en) * 2014-06-11 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" WINDING AC ELECTRIC MACHINE
RU2580673C1 (en) * 2015-03-05 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Winding of ac electric machine
CN105743257B (en) * 2016-04-01 2018-04-03 东南大学 A kind of individual layer lap winding magnetic flux switches brushless electric machine
CN209526581U (en) * 2019-03-29 2019-10-22 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 A kind of machine winding

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2153753C1 (en) * 1998-12-01 2000-07-27 Новосибирский государственный технический университет Multipole winding of electric machine
RU140530U1 (en) * 2013-12-18 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" WINDING AC ELECTRIC MACHINE
RU147774U1 (en) * 2014-06-11 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" WINDING AC ELECTRIC MACHINE
RU2580673C1 (en) * 2015-03-05 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Winding of ac electric machine
CN105743257B (en) * 2016-04-01 2018-04-03 东南大学 A kind of individual layer lap winding magnetic flux switches brushless electric machine
CN209526581U (en) * 2019-03-29 2019-10-22 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 A kind of machine winding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4144470A (en) Pole changeable three phase winding
Rawcliffe et al. Induction-motor speed-changing by pole-amplitude modulation
RU2580673C1 (en) Winding of ac electric machine
Rismuhamedov et al. Pole-changing windings for turbomechanism engines
RU2508593C1 (en) Winding of stator of three-phase alternating-current electric machines
RU147774U1 (en) WINDING AC ELECTRIC MACHINE
RU200689U1 (en) AC electric machine winding
RU2738468C1 (en) Alternating current electric machine winding
RU219420U1 (en) AC machine winding
RU199616U1 (en) AC electric machine winding
Chalmers AC machine windings with reduced harmonic content
RU2729971C1 (en) Alternating current electric machine winding
Thaghipour Boroujeni Complex vector modeling of a doubly fed cascaded cage rotor induction machine
RU215796U1 (en) AC machine winding
RU226270U1 (en) AC Electrical Machine Winding
Banchhor et al. Novel formulation for optimized winding and core design for improved induction machine performance
SU773838A1 (en) Asymmetric lap winding
RU215087U1 (en) Combined winding of an AC electric machine
CN108900022A (en) Score pole road is than lap wound partial unit connecting method
RU2402141C1 (en) Low-speed asynchronous energy converter
RU197319U1 (en) THREE-PHASE 12-ZONE ONE-TWO-LAYER STATOR WINDING
Wang et al. Improved coreless axial flux permanent-magnet machine with nonuniformly distributed winding
CN220797914U (en) Stator assembly of crown end outgoing line and flat wire motor
RU99661U1 (en) THREE-PHASE WINDING OF AN ELECTRIC MACHINE
SU970569A1 (en) Three-phase pole switchable winding for three-speed ac machine