RU2091959C1 - Трехфазная дробная (q=6/7) обмотка статора - Google Patents
Трехфазная дробная (q=6/7) обмотка статора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091959C1 RU2091959C1 RU94041332A RU94041332A RU2091959C1 RU 2091959 C1 RU2091959 C1 RU 2091959C1 RU 94041332 A RU94041332 A RU 94041332A RU 94041332 A RU94041332 A RU 94041332A RU 2091959 C1 RU2091959 C1 RU 2091959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- phase
- numbers
- winding
- grooves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Использование: многополюсные электрические машины переменного тока. Сущность изобретения: обмотка выполнена двухслойной с числом полюсов 2p=14 в z= 36 пазах из К=36 катушек с шагом по пазам Уп и с номерами от 1К до 36К, соединенных в пазах последовательно, в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, 6К, -8К, 11К, 16К, -19К, 21К, -24К, 26К, -29К, -34К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в двенадцать и в двадцать четыре катушки, при этом числа витков равны по (1+z)Wк для катушек 1К, 2К, по (1-x)Wк для катушек 3К, 4К, 5К, 6К и указанная группировка неравновитковых катушек чередуется в каждых последующих шести катушках, где Уп=2, знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе относительно катушки без этого знака, 2Wк - число витков в пазу, а значение параметра "x" выбирается в пределах 0,20≅x≅0,30. Технический результат: снижение дифференциального рассеяния. 5 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин.
Известны m= 3-фазные обмотки, выполняемые двухслойными, 2m=6-зонными с числом q=z/2pm=z/6 пазов (z) на полюс (2p) и фазу (m) целым или дробным [1, 2] Трехфазные обмотки с дробным числом q (дробные обмотки), представляемым в виде
q=z/6p=b+c/d=N/d, (1)
могут выполняться с q< 1 (при b=0 и N=c<d) и с q>1 (при b≠и N>d), при этом для получения обмотки симметричной должны соблюдаться условия: 2p/d целое число, а d/3 не целое число, где b, c, d, N целые числа и c/d правильная несократимая дробь.
q=z/6p=b+c/d=N/d, (1)
могут выполняться с q< 1 (при b=0 и N=c<d) и с q>1 (при b≠и N>d), при этом для получения обмотки симметричной должны соблюдаться условия: 2p/d целое число, а d/3 не целое число, где b, c, d, N целые числа и c/d правильная несократимая дробь.
Недостатком дробных обмоток (особенно с q <1) является высокое содержание гармонических в кривой МДС, что увеличивает их дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели электрических машин с такими обмотками.
Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная дробная обмотка с q= 8/7 при 2p= 14 полюсах и z=48 пазах, выполняемая двухслойной с неравновитковыми катушками и характеризуемая пониженным содержанием гармонических в кривой МДС [4]
В настоящем изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния трехфазной дробной обмотки с q=6/7<1.
В настоящем изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния трехфазной дробной обмотки с q=6/7<1.
Задача достигается тем, что для трехфазной дробной (q=6/7) обмотки статора, выполненной двухслойной с числом полюсов 2p=14 в z=36 пазах из К=36 катушек с шагом по пазам Уп и с номерами от 1К до 36К, соединенных в фазах последовательно при сопряжении фаз звездой или треугольником в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, 6К, -8К, 11К, 16К, -19К, 21К, -24К, 26К, -29К, -34К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в двенадцать и в двадцать четыре катушки, при этом числа витков равны по (1+x)Wк для катушек 1К, 2К, по (1=x)Wк для катушек 3К, 4К, 5К, 6К и указанная группировка неравновитковых катушек чередуется в каждых последующих шести катушках, где Уп=2; знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе относительно катушки без этого знака; 2Wк число витков в пазу, а значение параметра "x" выбирается в пределах 0,20≅x≅0,30.
На фиг. 1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки с неравновитковым катушками при q=6/7, 2p=14 полюсах и z=36 пазах с разметкой номеров пазов (снизу) и фазных зон; на фиг.2 и 3 построены звезды пазовых ЭДС верхнего слоя первой фазы для полюсностей p'=1 (фиг.2) и p7 (фиг.3); на фиг. 4 и 5 многоугольники МДС обмотки фиг.1 при катушках равновитковых (фиг. 4) и неравновитковых (фиг.5).
Предлагаемая трехфазная двухслойная обмотка при 2p= 14 и z=36 имеет дробное число пазов на полюс и фазу q=N/d=6/7 при полюсном делении τп3q=18/7 и выполняется из К=36 катушек (с номерами от 1К до 36К) с их шагом по пазам Уп=2. В соответствии с выражением (1) из каждых N6 соседних катушек образуются d=7 катушек, поэтому катушки обмотки с q=6/7 и 2p=14 группируются [1] по ряду 1 0 1 1 1 1 1, повторяемому шесть раз, и тогда формирование такой обмотки можно представить в виде таблицы, где фазные зоны обозначены как A-X, B-Y, C-Z, чередуются в последовательности A-Z-B-X-C-Y и нулевые элементы группировки вычеркиваются. В таблице представлен порядок чередования по пазам фазных зон, показанный на фиг.1 и из нее видно, что первая фаза содержит катушки (и пазы) с номерами 1К, 6К, 11К, 16К, 21К, 26К зон A, 3К, 8К, 19К, 24К, 29К, 34К зон X и катушки зон X должны включаться в фазе встречно относительно катушек зон X.
Известно [2] что m= 3-фазные, 2m=6-зонные дробные обмотки содержат в кривой МДС гармонические порядков
ν=6•k/d±1, (2)
где k любое положительное или отрицательное число (включая k=0), при котором n>0; d знаменатель дробности числа q по (1), а значки (+) и (-) относятся соответственно к прямо и встречно вращающимся гармоническим.
ν=6•k/d±1, (2)
где k любое положительное или отрицательное число (включая k=0), при котором n>0; d знаменатель дробности числа q по (1), а значки (+) и (-) относятся соответственно к прямо и встречно вращающимся гармоническим.
Для предлагаемой обмотки с d=7 в соответствии с (2) имеем ν=6•k/7±1, откуда получаем: при k=0-n=1 основная гармоническая с числом полюсов 2p=14; при k=-1-n=-6/7+1=1/7 низшая дробная гармоническая (прямая) с числом полюсов 2p'= n2p=2 (остальные гармонические здесь не рассматриваем). Такая низшая n= 1/7) гармоническая оказывает наибольшее влияние на МДС обмотки и увеличивает ее дифференциальное рассеяние, поэтому определим условия ее устранения. Угол сдвига пазов обмотки по фиг.1 равен:
для основной гармонической
(ν=1)-α=(360°/z)•p=α′•p=70°,
где α′=360°=360o/z=10o;
для низшей гармонической
(ν=1/7)-αν=(ν•p)α′=10°=α′.
для основной гармонической
(ν=1)-α=(360°/z)•p=α′•p=70°,
где α′=360°=360o/z=10o;
для низшей гармонической
(ν=1/7)-αν=(ν•p)α′=10°=α′.
Звезды пазовых ЭДС одного (верхнего) слоя фазы обмотки по фиг.1 с неравновитковыми катушками построены для n=1/7 (p'=1) на фиг.2 и для n=1 (p=7) на фиг.3, где размечены фазные зоны A и X. Путем вычисления проекций векторов пазовых ЭДС на ось их симметрии по фиг.2 и 3 вычисляются коэффициенты распределения Кр, после умножения которых на коэффициенты укорочения Ку определяются обмоточные коэффициенты Коб:
для n=1 (фиг.3) - Коб=КрКу=[(1-x)(cos5o+cos15o) +(1+x)cos25o]•Ку/(3-x)= (2,69544-x•0,99214)/(3-x); (3)
для n= 1/7 (фиг. 2)-Kобν= KpνKyν= [(1-x)(cos25o+cos75o)-(1+x)cos55o] • •Kyν/(3-x)=(0,10272-x•0,30199)/(3-x), (4)
где Ку=sin(p•2/6q) для n=1 и Ку=sinp•2/76q) для n1/76 и KyKyν= sin(p•2/7•6f) для n= 1/7 при этом учтено, что не все пазы имеют полное заполнение и поэтому фаза содержит 2(3-x)Wк витков; на фиг.1 зачерненные пазы содержат 2(1-x)Wк витков.
для n=1 (фиг.3) - Коб=КрКу=[(1-x)(cos5o+cos15o) +(1+x)cos25o]•Ку/(3-x)= (2,69544-x•0,99214)/(3-x); (3)
для n= 1/7 (фиг. 2)-Kобν= KpνKyν= [(1-x)(cos25o+cos75o)-(1+x)cos55o] • •Kyν/(3-x)=(0,10272-x•0,30199)/(3-x), (4)
где Ку=sin(p•2/6q) для n=1 и Ку=sinp•2/76q) для n1/76 и KyKyν= sin(p•2/7•6f) для n= 1/7 при этом учтено, что не все пазы имеют полное заполнение и поэтому фаза содержит 2(3-x)Wк витков; на фиг.1 зачерненные пазы содержат 2(1-x)Wк витков.
Из (3)-(4) видно, что для известной обмотки с равновитковыми катушками (x= 0) имеем для n=1 Коб=0,8985, для n=1/7-Kобν=0,03424 и МДС Fν этой гармонической составляет от МДС F1 основной гармонической величину Fν/F1=Kобν/Kоб•ν= 7•0,03424/0,8985= 0,2668, т. е. такая гармоническая очень сильно выражена в МДС обмотки. Для ее полного устранения из условия Kобν=0 по (4) получаем x=0,34.
Процентное содержание всех (низших и высших) гармонических в кривой МДС обмотки оценим с помощью коэффициента дифференциального рассеяния sд%, определяемого выражениями [3]
δд% =[(Rд/R)2-1]•100; R=∑ (R )/ (q•d); R=(z•Kоб/pπ), (5)
где R квадрат среднего радиуса q•d пазовых точек одной повторяющейся части многоугольника МДС; R радиус окружности для основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом Коб.
δд% =[(Rд/R)2-1]•100; R=∑ (R
где R
На фиг. 4 и 5 с помощью вспомогательной треугольной сетки построены многоугольники МДС обмотки по фиг.1, где числу витков Wк соответствуют 2 стороны сетки при катушках равновитковых (x=0; фиг.4) и 2,5 стороны сетки при катушках неравновитковых (x=0,2; фиг.5). По многоугольникам МДС (с помощью теоремы косинусов) и выражениям (5) определяем:
При x= 0 (фиг.4) -R =3•22=12 (пазовые точки многоугольника 1, 3, 4, 5, 6), R 22= 4 (пазовая точка 2 и R (5•12+6)/(6•22=8/3 (при (q•d=6); R= (36•0,8985/7π) и dд%= 23,26; при x=0,2 (фиг.5) -R =[(1+x)2+(1-x)2+(1-x)2)] •2,52 (3+x2)•2,52 (пазовые точки 1,3), R (1+x)2•2,52 (пазовая точка 2), R 3(1-x)2•2,52 (пазовые точки 4,5,6) и R (8-8x+6•x2)/(3-x)=6,64; для x=0,2 по (3) Коб=0,8918 и эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов (см.фиг.1) равно z=12(3-x)=33,6, тогда R=(33,6•068918/7 π ) и dд%19,21, т.е. дифференциальное рассеяние снижается при x=0,20 в 23,26/19,21=1,21 раза, что показывает эффективность предложенной обмотки.
При x= 0 (фиг.4) -R
Если в выражения (5) подставлять значение R = Φ(x) и значение Kоб= ψ(x) из (3), то получим функцию δд%f(x), которую можно исследовать на минимум и тогда из условия d(δд)/d(x)=0 определяется значение x≈0,23, при котором дифференциальное рассеяние обмотки по фиг.1 минимально; значения x выбираются в пределах 0,20≅x≅0,30.
Таким образом, предлагаемая дробная обмотка имеет пониженное дифференциальное рассеяние по сравнению с известной и ее применение существенно улучшает энергетические и виброакустические показатели электрической машины из-за улучшения гармонического состава поля.
Claims (1)
- Трехфазная дробная (q 6/7) обмотка статора, выполненная двухслойной с числом полюсов 2p 14 в z 36 пазах из К 36 катушек с шагом по пазам yп и с номерами от 1К до 36К, соединенных в фазах последовательно при сопряжении фаз звездой или треугольником, отличающаяся тем, что в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, 6К, -8К, 11К, 16К, -19К, 21К, -24К, 26К, -29К, -34К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в двенадцать и двадцать четыре катушки, при этом числа витков равны по (1 + x) • Wк, для катушек 1К, 2К, по (1 x) • Wк для катушек 3К, 4К, 5К, 6К и указанная группировка неравновитковых катушек чередуется в каждых последующих шести катушках, где yп 2, знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе относительно катушки без этого знака; 2Wк число витков в пазу, а значение параметра x выбирается в пределах 0,20 ≅ x ≅ 0,30.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94041332A RU2091959C1 (ru) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Трехфазная дробная (q=6/7) обмотка статора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94041332A RU2091959C1 (ru) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Трехфазная дробная (q=6/7) обмотка статора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94041332A RU94041332A (ru) | 1996-09-20 |
RU2091959C1 true RU2091959C1 (ru) | 1997-09-27 |
Family
ID=20162430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94041332A RU2091959C1 (ru) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Трехфазная дробная (q=6/7) обмотка статора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091959C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660945C2 (ru) * | 2016-12-05 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Магнитоэлектрическая машина |
-
1994
- 1994-11-11 RU RU94041332A patent/RU2091959C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока /Пер. с англ. - М.-Л.: ГЭИ, 1959. 2. Вольдек А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978. 3. Попов В.И. Определение дифференциального рассеяния многофазных совмещенных обмоток. Электричество, 1987, N 6, с. 50 - 53. 4. Авторское свидетельство СССР N 1539899, кл. H 02 K 3/28, 1990. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660945C2 (ru) * | 2016-12-05 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Магнитоэлектрическая машина |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94041332A (ru) | 1996-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2091959C1 (ru) | Трехфазная дробная (q=6/7) обмотка статора | |
RU2091958C1 (ru) | Трехфазная дробная (q=4/5) обмотка статора | |
RU2091961C1 (ru) | Трехфазная дробная (q=12/5) обмотка электрических машин | |
RU2091960C1 (ru) | Трехфазная дробная (q=12/7) обмотка электрических машин | |
RU2079948C1 (ru) | Трехфазная электромашинная дробная (q = 1,4) обмотка | |
RU2328813C2 (ru) | ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=174·с ПАЗАХ ПРИ 2р=22·с ПОЛЮСАХ (q=58/11) | |
SU773839A1 (ru) | Несимметрична многофазна петлева обмотка | |
RU2235400C2 (ru) | Трехфазная петлевая двухслойная дробная (q=15/7) обмотка электрических машин | |
RU2324277C2 (ru) | ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=132·c ПАЗАХ ПРИ 2p=26·c ПОЛЮСАХ (q=44/13) | |
RU2043689C1 (ru) | Трехфазная дробная обмотка статора | |
RU2267202C2 (ru) | ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ДРОБНАЯ (q=1,5) ПОЛЮСОПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ В ОТНОШЕНИИ 2p1/2p2=2/1 ОБМОТКА | |
RU2040845C1 (ru) | ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q = 0,625) ОБМОТКА ЯКОРЯ | |
RU2355096C1 (ru) | ДВУХОБМОТОЧНЫЙ СТАТОР С m=3-ФАЗНЫМИ 2p1=12·k- и 2p2=14·k-ПОЛЮСНЫМИ ПЕТЛЕВЫМИ ОБМОТКАМИ ПРИ z=126·k ПАЗАХ | |
RU2362254C1 (ru) | ДВУХОБМОТОЧНЫЙ СТАТОР С m=3-ФАЗНЫМИ 2p1=8·k- И 2р2=10·k-ПОЛЮСНЫМИ ПЕТЛЕВЫМИ ОБМОТКАМИ В z=120·k ПАЗАХ | |
RU2362253C1 (ru) | ДВУХОБМОТОЧНЫЙ СТАТОР С m=3-ФАЗНЫМИ 2p1=10- И 2р2=14-ПОЛЮСНЫМИ ПЕТЛЕВЫМИ ОБМОТКАМИ В z=168 ПАЗАХ | |
RU2312443C2 (ru) | ДВУХСЛОЙНАЯ ПЕТЛЕВАЯ m=3-ФАЗНАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН В z=171 ПАЗАХ, 2p=34 ПОЛЮСАХ | |
RU2335072C2 (ru) | ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=22·c ПОЛЮСАХ В z=156·c И z=159·c ПАЗАХ | |
RU2079946C1 (ru) | Трехфазная дробная (q = 3,125) обмотка | |
RU2268529C2 (ru) | ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14 ПОЛЮСАХ В z=108 ПАЗАХ С q=18/7 | |
RU2235402C2 (ru) | Трехфазная петлевая двухслойная дробная (q=15/13) обмотка электрических машин | |
RU2362255C1 (ru) | ДВУХОБМОТОЧНЫЙ СТАТОР С m=3-ФАЗНЫМИ 2p1=10·k- И 2р2=12·k-ПОЛЮСНЫМИ ПЕТЛЕВЫМИ ОБМОТКАМИ ПРИ z=108·k ПАЗАХ | |
RU2264028C2 (ru) | Трехфазная двухслойная дробная (q=1,5) обмотка электрических машин | |
RU2085006C1 (ru) | Трехфазная дробная (q=2,25) обмотка якоря | |
RU2324276C2 (ru) | ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=12·c ПОЛЮСАХ В z=75·c ПАЗАХ | |
SU1495909A1 (ru) | Электромашинна трехфазно-однофазна совмещенна обмотка |