RU2091961C1 - Three-phase fractional-slot (q=12/5) electrical machine winding - Google Patents
Three-phase fractional-slot (q=12/5) electrical machine winding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091961C1 RU2091961C1 RU94042556A RU94042556A RU2091961C1 RU 2091961 C1 RU2091961 C1 RU 2091961C1 RU 94042556 A RU94042556 A RU 94042556A RU 94042556 A RU94042556 A RU 94042556A RU 2091961 C1 RU2091961 C1 RU 2091961C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- groups
- coil
- coils
- turns
- winding
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин. The invention relates to the windings of electrical AC machines and can be used on a stator of three-phase asynchronous and synchronous machines.
Известны m= 3-фазные обмотки, выполняемые двухслойными, 2m=6-зонными с числом q=z/2pm=z/6 пазов (z) на полюс (2р) 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,
могут выполняться с q>1 (при b≠ 0 и N>d), при этом для получения обмотки симметричной должны соблюдаться условия: 2р/d целое число, а d/3 - не целое число, где b, c, d, N целые числа и c/d правильная несократимая дробь.Known are m = 3-phase windings performed by two-layer, 2m = 6-zone windings with the number q = z / 2pm = z / 6 grooves (z) per pole (2p) and phase (m) whole or fractional [1, 2] Three-phase windings with a fractional number q (fractional windings), represented as
q = z / 6p = b + c / d = N / d,
can be fulfilled with q> 1 (for b и 0 and N> d), in order to obtain a symmetrical winding, the following conditions must be met: 2p / d is an integer, and d / 3 is not an integer, where b, c, d, N integers and c / d are regular irreducible fractions.
Недостатком дробных обмоток является повышенное содержание гармонических в кривой МДС, что увеличивает их дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели электрических машин с такими обмотками. The disadvantage of fractional windings is the high content of harmonics in the MDS curve, which increases their differential scattering and worsens the performance of electric machines with such windings.
Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная дробная обмотка с q= 6/5 при 2р= 10 полюсах и z=36 пазах, выполняемая двухслойной с неравновитковыми катушками и характеризуемая пониженным содержанием гармонических в кривой МДС [4]
В настоящем изобретении становится задача снижения дифференциального рассеяния трехфазной дробной обмотки с q=12/5.Closest to the proposed one is a three-phase fractional winding with q = 6/5 at 2p = 10 poles and z = 36 grooves, performed by a two-layer with unequal coils and characterized by a low content of harmonic in the MDS curve [4]
In the present invention, the task is to reduce the differential scattering of a three-phase fractional winding with q = 12/5.
Поставленная задача решается тем, что для трехфазной дробной (q=12/5) обмотки электрических машин, выполненной двухслойной с полюсностью 2р=10 в z=72 пазах из равномерно смещенных катушек с шагом по пазам yп, объединенных в 6р= 30 катушечных групп с номерами от 1Г до 30Г при группировке в них катушек по ряду 3 2 3 2 2, повторяемому шесть раз, содержащей в первой фазе последовательно соединенные группы с номерами 1Г+(3к)Г при встречном включении четных групп относительно нечетных, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в 2р=10 и в 4р=20 групп: катушки первая, вторая, третья в трехкатушечных группах 1Г+(5с)Г и 3Г+(5с)Г имеют числа витков соответственно (1-х)•Wк, (1+x)•Wк, (1-x)•Wк, а катушки первая и вторая остальных двухкатушечных групп имеют числа витков по Wк для групп 2Г+(5с)Г, (1+х)•Wк и Wк для групп 4Г+(5с)Г, Wк и (1+х)•Wк для групп 5Г+(5с)Г, где yп=6; к=0, 1, 2, (2р-1); с=0, 1, 2,(р); 2Wк число витков каждого паза, а значение параметра "х" выбирается в пределах 0,25 ≅ x ≅ 0,35.The problem is solved in that for a three-phase fractional (q = 12/5) winding of electric machines, made of a two-layer with a pole of 2p = 10 in z = 72 grooves from uniformly displaced coils with a pitch in grooves y p combined in 6p = 30 coil groups with numbers from 1G to 30G when grouping coils in them in a series of 3 2 3 2 2, repeated six times, containing in the first phase series-connected groups with numbers 1G + (3k) G when they turn on even groups with respect to odd ones, and for the other two phases, their numbers alternate at intervals of 2p = 10 and 4p = 20 groups: the first, second, third in the three-coil groups 1G + (5s) G and 3G + (5s) G have the number of turns, respectively (1-x) • W to , (1 + x) • W to , (1-x) • W k , and the coils first and second of the remaining two-coil groups have the number of turns in W k for groups 2Г + (5с) Г, (1 + х) • W к and W к for groups 4Г + (5с) Г, W к and ( 1 + x) • W k for groups 5Г + (5с) Г, where y п = 6; k = 0, 1, 2, (2p-1); c = 0, 1, 2, (p); 2W to the number of turns of each groove, and the value of the parameter "x" is selected within 0.25 ≅ x ≅ 0.35.
На фиг. 1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки с неравновитковыми катушками при q=12/5, 2р=10 полюсах и z=72 пазах с разметкой номеров пазов (снизу), катушечных групп (сверху) и фазных зон; на фиг. 2 и 3 построены звезды пазовых ЭДС верхнего слоя первой фазы для полюсностей р=5 (фиг. 2) и p'=1 (фиг. 3); на фиг. 4 многоугольники МДС обмотки фиг. 1 при катушках равновитковых (внутренний) и неравновитковых (наружный). In FIG. 1 shows a scan of the groove layers of the proposed winding with unequal coils at q = 12/5, 2p = 10 poles and z = 72 grooves with the marking of the groove numbers (bottom), coil groups (top) and phase zones; in FIG. 2 and 3, stars of the groove EMF of the upper layer of the first phase are constructed for the polarities p = 5 (Fig. 2) and p '= 1 (Fig. 3); in FIG. 4 polygons of the MDS winding of FIG. 1 with coils of equal-turn (internal) and non-equal-coil (external).
Предлагаемая трехфазная двухслойная обмотка при 2р=10 и z=72 имеет дробное число пазов на полюс и фазу q=N/d=12/5 при полюсном делении τп3q=36/5 и выполняется из равномерно смещенных катушек с шагом по пазам yп=6, объединенных в 6р=30 катушечных групп с номерами от 1Г до 30Г. В соответствии с выражением (1) из N=12 соседних катушек образуются d=5 катушечных групп, поэтому катушки обмотки с q=12/5 и 2р=10 группируются [1] по ряду 3 2 3 2 2, повторяемому 6 раз. Это показано на фиг. 1 развертки пазовых слоев, где фазные зоны фаз первой, второй, третьей обозначены как А-Х, В-Y, C-Z, чередуются в последовательности A-Z-B-X-C-Y и группы зон X, Y, Z должны включаться в фазах встречно относительно групп зон соответственно А, В, С.The proposed three-phase two-layer winding for 2p = 10 and z = 72 has a fractional number of grooves per pole and phase q = N / d = 12/5 for pole division τ p 3q = 36/5 and is made of uniformly displaced coils with a pitch in grooves y n = 6, combined in 6p = 30 reel groups with numbers from 1G to 30G. In accordance with expression (1), d = 5 coil groups are formed from N = 12 neighboring coils; therefore, winding coils with q = 12/5 and 2p = 10 are grouped [1] in a
Известно [2] что m= 3-фазные, 2m=6-зонные дробные обмотки содержат в кривой МДС гармонические порядков
ν=6•k/d ±1, (2)
где к любое положительное или отрицательное число (включая к=0), при котором ν>0; d знаменатель дробности числа q по (1), а знаки (+) и (-) относятся соответственно к прямо и встречно вращающимся гармоническим.It is known [2] that m = 3-phase, 2m = 6-zone fractional windings contain harmonic orders in the MDS curve
ν = 6 • k / d ± 1, (2)
where k is any positive or negative number (including k = 0) for which ν>0; d is the denominator of the fractionality of q by (1), and the signs (+) and (-) refer respectively to directly and counter-rotating harmonics.
Для предлагаемой обмотки с d=5 в соответствии с (2) имеем n=6•k/5±1, откуда получаем: при k=0-n=1 основная гармоническая с числом полюсов 2р=10; при k=1-n6/5-1=1/5 низшая дробная гармоническая (обратная) с числом полюсов 2pν=ν •2p= 2 (остальные гармонические здесь не рассматриваем). Такая низшая (n= 1/5) гармоническая оказывает наибольшее влияние на МДС обмотки и увеличивает ее дифференциальное рассеяние, поэтому определим условия ее устранения.For the proposed winding with d = 5, in accordance with (2), we have n = 6 • k / 5 ± 1, whence we get: for k = 0-n = 1 the main harmonic with the number of poles is 2p = 10; for k = 1-n6 / 5-1 = 1/5, the lowest fractional harmonic (inverse) with the number of poles is 2p ν = ν • 2p = 2 (we do not consider the remaining harmonic here). Such a lower (n = 1/5) harmonic has the greatest effect on the winding MDS and increases its differential scattering, therefore, we determine the conditions for its elimination.
Угол сдвига пазов обмотки по фиг. 1 равен: для основной гармонической (ν=1) -α=(360°/z)•p=α′•p=25°, где α′= 360o/z= 5o; для низшей гармонической (ν=1/5) -αν=(ν•p)α=5q=α′. Звезды пазовых ЭДС одного (верхнего) слоя фазы обмотки по фиг. 1 с неравновитковыми катушками построены для n=1 (p=5) на фиг. 2 и для n=1/5 (p'=1) на фиг. 3, где окружность разбита на z=72 части и размечены фазные зоны А и Х первой фазы. Путем вычисления проекций векторов пазовых ЭДС на ось их симметрии по фиг. 2 и 3 вычисляются коэффициенты распределения Kp, после умножения которых на коэффициенты укорочения Ky определяются обмоточные коэффициенты Kоб:
для гармонической n=1 с полюсностью р=5 (фиг. 2)
для гармонической ν=1/5 с полюсностью р=1 (фиг. 3)
где Ky= sin p•6/6q) для n=1 и Kyν=sin p•6/5•6q) для n=1/5, при этом все пазы содержат одинаковое число (2•Wk) витков.The pitch angle of the winding grooves of FIG. 1 is equal to: for the main harmonic (ν = 1) -α = (360 ° / z) • p = α ′ • p = 25 ° , where α ′ = 360 o / z = 5 o ; for the lower harmonic (ν = 1/5) -α ν = (ν • p) α = 5 q = α ′. The stars of the groove EMF of one (upper) layer of the phase of the winding of FIG. 1 with unequal coils are constructed for n = 1 (p = 5) in FIG. 2 and for n = 1/5 (p '= 1) in FIG. 3, where the circle is divided into z = 72 parts and phase zones A and X of the first phase are marked. By calculating the projections of the groove EMF vectors onto their axis of symmetry in FIG. 2 and 3, distribution coefficients K p are calculated, after multiplying by shortening coefficients K y , winding coefficients K rev are determined:
for harmonic n = 1 with a pole of p = 5 (Fig. 2)
for harmonic ν = 1/5 with a pole of p = 1 (Fig. 3)
where K y = sin p • 6 / 6q) for n = 1 and K yν = sin p • 6/5 • 6q) for n = 1/5, while all the grooves contain the same number (2 • W k ) of turns.
Из (3)-(4) видно, что для известной обмотки с равновитковыми катушками (х= 0) имеем для n=1-Kоб 0,9227, для n=1/5 -Kобν0,01131 и МДС Fν этой гармонической составляет от МДС F1 основной гармонической величину Fν/F1= Kобν/Kоб•ν 5•0,01131/0,9227= 0,061, т.е. такая гармоническая сильно выражена в МДС обмотки. Для ее полного устранения из условия Kобν=0 по (4) получаем х=0,24.It can be seen from (3) - (4) that for the known winding with equal-coil coils (x = 0) we have for n = 1-K about 0.9227, for n = 1/5-K obv 0.01131 and MDF F ν of this harmonic from MDS F 1 the main harmonic is F ν / F 1 = K rev ν / K rev •
Процентное содержание всех (низших и высших) гармонических в кривой МДС обмотки оценим с помощью коэффициента дифференциального рассеяния dд%, определяемого выражениями [3]
где R
where r
На фиг. 4 с помощью вспомогательной треугольной сетки построены многоугольники МДС обмотки по фиг. 1, где числу витков w соответствуют 1 сторона сетки при катушках равновитковых (х=0; внутренний на фиг. 4) и 1,5 стороны сетки при катушках неравновитковых (х=1/3; наружный на фиг. 4). По многоугольникам МДС (с помощью теоремы косинусов) и выражениям (5) определяем:
при х=0 R
при х= 1/3 R
at x = 0 R
at x = 1/3 R
Таким образом, предлагаемая дробная обмотка имеет пониженное дифференциальное рассеяние (более чем в 1,3 раза) по сравнению с известной и ее применение существенно улучшает энергетические и виброакустические показатели электрических машин из-за улучшения гармонического состава поля. Thus, the proposed fractional winding has a reduced differential scattering (more than 1.3 times) compared with the known one and its application significantly improves the energy and vibro-acoustic characteristics of electric machines due to the improvement of the harmonic composition of the field.
Предлагаемая обмотка может применяться также в электрических совмещенных машинах переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в магнитопроводе, например, в трехфазных асинхронных одномашинных преобразователях частоты 50/300 Гц при числах пар полюсов полей двигательной и генераторной частей p1=1 и p2=5, при этом такая обмотка взаимоиндуктивно не будет связана с полем 2p1=2-полюсной двигательной обмотки.The proposed winding can also be used in electric combined AC machines with two opposite-pole magnetic fields in the magnetic circuit, for example, in three-phase asynchronous single-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94042556A RU2091961C1 (en) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Three-phase fractional-slot (q=12/5) electrical machine winding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94042556A RU2091961C1 (en) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Three-phase fractional-slot (q=12/5) electrical machine winding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94042556A RU94042556A (en) | 1996-09-20 |
RU2091961C1 true RU2091961C1 (en) | 1997-09-27 |
Family
ID=20162781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94042556A RU2091961C1 (en) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | Three-phase fractional-slot (q=12/5) electrical machine winding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091961C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498481C2 (en) * | 2009-07-01 | 2013-11-10 | Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН | Six-phase winding of alternating current machine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113839497B (en) * | 2021-08-26 | 2023-11-21 | 天津工业大学 | Design method of low-harmonic double-three-phase fractional slot permanent magnet synchronous motor |
-
1994
- 1994-11-29 RU RU94042556A patent/RU2091961C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. - М.-Л.: ГЭИ, 1959. 2. Вольдек А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978. 3. Попов В.И. Определение дифференциального рассеяния многофазных совмещенных обмоток. - Электричество, N 6, 1987, с. 50 - 53. 4. Авторское свидетельство СССР N 1539902, кл. H 02 K 3/28, 1990. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498481C2 (en) * | 2009-07-01 | 2013-11-10 | Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН | Six-phase winding of alternating current machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94042556A (en) | 1996-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2091961C1 (en) | Three-phase fractional-slot (q=12/5) electrical machine winding | |
RU2091960C1 (en) | Three-phase fractional-slot (q=1/7) electrical machine winding | |
RU2079948C1 (en) | Three-phase fractional-slot electrical-machine winding | |
RU2091959C1 (en) | Three-phase fractional-slot(q=6/7) stator winding | |
RU2091958C1 (en) | Three-phase fractional (q=4/5) winding of stator | |
RU2058653C1 (en) | Fractional-pitch three-phase winding (q=1 | |
RU2079946C1 (en) | Three-phase fractional-slot winding | |
RU2085008C1 (en) | Three-phase fractional winding | |
RU2235400C2 (en) | Three-phase fractional-slot (q=15/7) double-layer lap winding for electrical machines | |
RU2085006C1 (en) | Three-phase fractional winding of armature | |
RU2072607C1 (en) | Split three-phase winding | |
RU2235402C2 (en) | Three-phase double-layer fractional-slot (q=15/13) lap winding for electrical machines | |
RU2328813C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=174·c GROOVES AT 2p=22·c POLES (q=58/11) | |
RU2335077C2 (en) | ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=16·c POLES IN z=3(8·b+5) ·c SLOTS | |
RU2046500C1 (en) | Fractional-slot three-phase stator winding | |
RU2085007C1 (en) | Fractional three-phase winding of armature | |
RU2040845C1 (en) | Three-phase rational winding of armature | |
RU2046503C1 (en) | Electrical machine fractional-slot three-phase winding | |
RU2085005C1 (en) | Three-phase fractional winding | |
RU2335062C2 (en) | ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=16·c POLES IN z=3(8·b+1)·c SLOTS | |
RU2041543C1 (en) | Three-phase partitioned armature winding | |
RU2324277C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=132·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=44/13) | |
RU2046502C1 (en) | Three-phase fractional stator winding | |
RU2335072C2 (en) | ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=156·c AND z=159·c SLOTS | |
RU2343618C2 (en) | THREE-PHASE TWO-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=186·c SLOTS WITH 2p=22·c AND 2p=26·c POLES |