RU2058652C1 - Дробная трехфазная обмотка якорная - Google Patents

Abstract

Использование: в электрических машинах переменного тока. Сущность: дробная трехфазная якорная обмотка с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q = 4,75 выполнена двухслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6 p катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1Г + 3к, 5Г + 3к, 9Г + 3к, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где к = 0,1,2,..., (2p - 1). Катушки группируются в катушечных группах по ряду 5 5 5 4, повторяемому 3p/2 раза: группы с номерами 4Г + 4к содержат четыре катушки с шагами по пазам

а остальные группы - пять катушек с y_п = 14, 12, 10, 8, 6. Числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны (1 + x) • W_к, (1 + x) • W_к, W_к, (1 - x) • W_к, (1 - x) • W_к для групп 1Г и 3Г, (1 - x) • W_к, (1 + x) • W_к, (1 + x) • W_к, (1 - x) • W_к, (1 - x) • W_к для группы 2Г, (1 + x) • W_к, (1 + x) • W_к, (1 - x) • W_к, (1 - x) • W_к для группы 4Г, каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p ≥ 2 - четное число; Z = 28,5 p; 2W_к - число витков в пазах, а значение x выбирается в пределах 0,45 ≅ x ≅ 0,55. Технический результат: снижение дифференциального рассеяния обмотки. 5 ил.

Description

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока асинхронных и синхронных.

Известны трехфазные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые двухслойными с дробным числом пазов на полюс и фазу q из равношаговых или концентрических катушек [1]
Недостаток таких обмоток повышенное содержание гармонических МДС, что ухудшает показатели машин. Катушки в катушечных группах дробных обмоток группируются по рядам приводимым в [2]
Наиболее близкой конструктивно к предлагаемой является трехфазная дробная обмотка с полюсностью р 2, выполненная двухслойной из концентрических катушек в z 57 пазах с группировкой катушек по ряду 5 5 5 4 [3]
Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q 4,75 путем снижения дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 и 2 изображены чередования фазных зон по пазам известной (фиг. 1) и предлагаемой (фиг.2) обмоток при р 2 и z 57 пазах; на фиг. 3 и 4 многоугольника МДС известной (фиг.3) и предлагаемой (фиг.4) обмоток; на фиг. 5 диаграмма сдвига осей катушечных групп обмотки, где α= 15^о/q.

Обмотка (фиг.1 и 2) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью р 2 в z 57 пазах (q z/6p 4,75) из 6р 12 катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1Г+3к, 5Г+3к, 9Г+3к, где к 0, 1, 2,(2р-1) 3. Группы в фазах соединены последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных. Зажимы начал фаз выводятся из начал групп 1Г, 5Г, 9Г, а их концы из начал групп 10Г, 2Г, 6Г. Фазные зоны обозначены как А-Х, В-Y, C-Z и зоны, А, В, С соответствует начальным сторонам групп, а зоны Х, Y, Z их конечным сторонам. По фиг.2 группы с номерами 4Г+4к=4Г, 8Г, 12Г содержат четыре концентрические катушки с шагами по пазам Y'_п 13, 11, 9, 7, а остальные группы пять катушек с Y_п 14, 12, 10, 8, 6. В первой группировке катушечных групп числа витков катушек равны (1+х)w_к, (1+х)w_к, w_к, (1-х)w_к, (1-х)w_к для групп 1Г и 3Г, (1-х)w_к, (1+х)w_к, (1+х)w_к, (1-х)w_к, (1-х)w_к для группы 3Г, (1+х)w_к, (1+х)w_к, (1-х)w_к, (1-х)w_к для группы 4Г, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где 2w_к число витков в каждом пазу, за исключением пазов 3, 4, 22, 23, 41, 42, заполненных обмоткой на 3/4 и зачерненных на фиг.2, а значение х выбирается в пределах 0,45≅ х≅ 0,55 и в среднем равно 0,5. Многоугольники МДС (фиг. 3 и 4) построены по фиг.1 и 2 (с использованием вспомогательной треугольной сетки со стороной, принятой за 0,5 единиц длины) и по ним определяется коэффициент дифференциального рассеяния σ_д [(R_д/R²-1] 100% характеризующий качество обмотки по уровню содержания в ее кривой МДС высших и низших гармонических, где R $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{д}}$

R $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{i}}$ квадрат среднего радиуса пазовых точек (i=1-z) многоугольника, а R=(ZK_об/р π ) радиус окружности для основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом К_об. При полюсном делении τ 3q 14,25 по коэффициентам укорочения катушек К_уsin( π· Yп/2 τ) определяется обмоточный коэффициент с учетом фиг.5: для обмотки по фиг.2 при х 0,5 К_об Е_ф/w_ф [(0,9996+0,9694)1,5+0,8923+(0,7719+ +0,6142) 0,6]2cosα+ 0,9962· 0,5+ (0,9694+ +0,8923)1,5+(0,7719+0,6142)0,5+(0,9905+ +0,9365)1,5+ +(0,8372 +0,6973)0,5]/18,516,7071/18,5 0,9031, где w_ф 18,4 w_к с учетом частично заполненных обмоткой пазов, и средний шаг катушек по пазам равен Y_п.ср 203/18,5 10,97; для известной обмотки (фиг.1) К_об= 0,8944 при Y_п 11.

По фиг.3 для известной обмотки получают R $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{д}}$ 3780/57, R (57 0,8944/2 π) и σ_д= 0,731% по фиг.4 для предлагаемой обмотки R $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{д}}$ 3645/57, R (55,5 ·0,9031/2 π), где Y' 55,5 эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, и σ_д= 0,490%
Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной обмоткой имеет значительно меньшее дифференциальное рассеяние (в 0,731/0,490 1,492 раза) и большее значение обмоточного коэффициента (в 0,9031/0,8944 1,01 раза) при практически одинаковом среднем шаге по пазам. Применение предлагаемой обмотки, например, в асинхронных машинах с короткозамкнутым ротором позволяет снизить амплитуды высших гармонических МДС (в ≈1,5 раза), уменьшая тем самым добавочные потери в стали и магнитный шум машины, повышая КПД, уменьшить индуктивное сопротивление обмотки и повысить коэффициент мощности. Такую обмотку можно применять в асинхронных и синхронных машинах с полюсностью р ≥2 четное число при числе пазов на полюс и фазу q 4,75.

Claims (1)

1. ДРОБНАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЯКОРНАЯ с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 4,75, выполненная двуслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6p катушечных групп с номерами в фазах первой, второй и третьей соответственно 1Г + 3К, 5Г + 3К, 9Г + 3К, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а катушки группируются в катушечных группах по ряду 5 5 5 4, повторяемому 3p/2 раза, отличающаяся тем, что группы с номерами 4Г + 4К содержат четыре катушки с шагами по пазам

   

   13,11, 9,7, а остальные группы пять катушек с Y_п 14,12,10,8,6, причем числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны (1 + X) • W_к, (1 + X) • W_к, W_к, (1 X) • W_к, (1 X) • W_к для групп 1Г и 3Г, (1 X) • W_к, (1 + X) • W_к, (1 + X) • W_k, (1 X) • W_к, (1 X) • W_к для группы 2Г, (1 + X) • W_к, (1 + X) • W_к, (1 X) • W_к, (1 X) • W_к для группы 4Г, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p ≥ 2 четное число, Z 28,5 • p, k 0,1,2, 2p 1, 2W_к число витков в пазах, а значение X выбирается в пределах 0,45 ≅ X ≅ X ≅ 0,55.

Images