RU2227357C2 - NINE-PHASE FRACTIONAL (q=4/5) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE - Google Patents
NINE-PHASE FRACTIONAL (q=4/5) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU2227357C2 RU2227357C2 RU2002107500/09A RU2002107500A RU2227357C2 RU 2227357 C2 RU2227357 C2 RU 2227357C2 RU 2002107500/09 A RU2002107500/09 A RU 2002107500/09A RU 2002107500 A RU2002107500 A RU 2002107500A RU 2227357 C2 RU2227357 C2 RU 2227357C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- coils
- numbers
- winding
- turns
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может использоваться, например, на статоре асинхронных двигателей (АД) с короткозамкнутым ротором, питаемых от полупроводниковых преобразователей частоты (ППЧ).The invention relates to the windings of electrical AC machines and can be used, for example, on a stator of asynchronous motors (HELL) with a squirrel-cage rotor, powered by semiconductor frequency converters (IF).
Известны m≥3-фазные, m’=2m-зонные петлевые симметричные обмотки переменного тока, выполняемые двухслойными 2р-полюсными из 2pm катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками с дробным числом q=z/2pm=b+c/d=N/d пазов z на полюс и фазу при группировке катушек в катушечных группах, зависимой от дробной части c/d числа q [1-2]. При знаменателе дробности d≥4 обмотки характеризуются повышенным содержанием гармонических МДС при существенном ухудшении показателей электрических машин с такими обмотками; при увеличении числа фаз m и фазных зон m’ гармонический состав МДС обмотки улучшается.Known are m≥3-phase, m '= 2m-zone loop symmetrical AC windings made by two-layer 2p-pole of 2pm coil groups with equal-step or concentric coils with a fractional number q = z / 2pm = b + c / d = N / d grooves of z per pole and phase when grouping coils in coil groups, depending on the fractional part c / d of q [1-2]. With the denominator of fractionality d≥4, the windings are characterized by a high content of harmonic MDS with a significant deterioration in the performance of electric machines with such windings; with an increase in the number of phases m and phase zones m ’, the harmonic composition of the winding MDS improves.
Наиболее близкой к предлагаемой является дробная m=3-фазная, m’=6-зонная, 2р=10-полюсная обмотка при q=4/5, выполняемая двухслойной в z=6pq=24 пазах с группировкой катушек по ряду 1 1 1 1 0 [1] для с/d=4/5 и b=0.Closest to the proposed one is a fractional m = 3-phase, m '= 6-zone, 2p = 10-pole winding at q = 4/5, performed two-layer in z = 6pq = 24 grooves with a group of coils in a row 1 1 1 1 0 [1] for c / d = 4/5 and b = 0.
В изобретении ставится задача выполнения двухслойной m=9-фазной, m’=2m=18-зонной дробной обмотки при q=4/5 и р=5 в z=18pq=72 пазах при устранении из ее МДС наиболее сильно выраженной дробной гармонической для снижения дифференциального рассеяния [3].The invention aims at performing a two-layer m = 9-phase, m '= 2m = 18-zone fractional winding at q = 4/5 and p = 5 in z = 18pq = 72 grooves while eliminating the most pronounced fractional harmonic for reduction of differential scattering [3].
Решение поставленной задачи достигается тем, что для двухслойной дробной 2р=10-полюсной обмотки с числом пазов на полюс и фазу q=4/5 и группировкой по ряду 1 1 1 1 0, выполняемой в z=72 пазах m=9-фазной, m’=18-зонной из К=72 катушек с номерами от 1К до 72К и шагом по пазам уп: катушки 1К+4(к) и 4К+4(к) имеют числа витков по (1+х)wк, а катушки 2К+4(к) и 3К+4(к) - по (1-x)wк витков, в первой фазе соединены последовательно катушки 1К, 16К, -23К, 30К, -37К, -52К, 59К, -66К с началом фазы из начала 1К и ее концом из начала 66К, а группы каждой последующей фазы чередуются с интервалом в 16 номеров в пределах 72 катушек относительно катушек первой фазы, где уп=6, 2wк - число витков каждого паза, х=0,10 и значение к в номерах катушек изменяется в пределах от 0 до 2m-1=17, а знак (-) при номере катушки означает ее встречное включение в фазе.The solution of this problem is achieved by the fact that for a two-layer fractional 2p = 10-pole winding with the number of grooves per pole and phase q = 4/5 and grouping in a row 1 1 1 1 0, performed in z = 72 grooves m = 9-phase, m '= 18-zone of K = 72 coils with numbers from 1K to 72K and pitch in grooves at n :
На фиг.1 показана развертка по пазам пазовых слоев с чередованиями m’=18 фазных зон A-A’-A"-Z-Z’-Z"-B-B’-B"-X-X’-X"-C-C’-C"-Y-Y’-Y" предлагаемой 2р=10-полюсной, m=9-фазной, m’=2m=18-зонной двухслойной дробной обмотки при z=72 пазах, К=72 катушках и q=z/18р=4/5 (N=4 и d=5) c разметкой сверху номеров катушек 1К, 16К, 23К, 30К, 37К, 52К, 59К, 66К первой фазы (зоны А и X) и снизу номеров пазов (от 1 до z=72); на фиг.2 - диаграммы сдвига катушек первой фазы для полюсностей р=5 (сверху) гармонической МДС (ЭДС) ν=1 и рν=νр=13 дробной гармонической МДС ν=13/5 (в центре) при углах αп=360°/z=5° и γ=αп/2d=0,5°; на фиг.3 - построение части многоугольника МДС по [3] обмотки фиг.1 при х=0, где в центре показаны векторы симметричной m’=18-фазной системы токов фазных зон А-А’-А"-Z-Z’-Z"-B-B’-B"-X-X’-X"-C-C’-C"-Y-Y’-Y".Figure 1 shows the recessed grooves of the grooved layers with alternations of m '= 18 phase zones A-A'-A "-Z-Z'-Z"-B-B'-B"-X-X'-X" - C-C'-C "-Y-Y'-Y" of the proposed 2p = 10-pole, m = 9-phase, m '= 2m = 18-zone double layer fractional winding with z = 72 grooves, K = 72 coils and q = z / 18р = 4/5 (N = 4 and d = 5) with marking on top of the numbers of
Обмотка по фиг.1 при 2р=10 полюсах, z=72 пазах, m=9 фазах, m’=2m=8 фазных зонах выполнена двухслойной из К=72 катушек с номерами от 1К до 72К и шагом по пазам уп=6 имеет дробное число пазов на полюс и фазу q=4/5 при N=4 и d=5, т.е. по группировке [1] 1 1 1 1 0 из каждых N=4 катушек формируются d=5 групп. Для этого составляется ряд из 2m=18 группировок 1 1 1 1 0, под ним размечаются фазные зоны в последовательности A-A’-A’’-Z-Z’-Z’’-B-B’-B"-X-X’’-X"-C-C’-C"-Y-Y’-Y" и вычеркиваются зоны под нулевыми числами ряда, после чего под оставшимися числами размечаются последовательно числа пазов и получается развертка по фиг.1. Обмотка при m’=18 фазных зонах и d=5 создает вращающуюся МДС с гармоническими по ряду [2] ν=18k/d±1=18k/5±1=1(+), 13/5(-), 23/5(+), ..., где ±k - любое целое число, при котором ν>0 (k=0 для основной гармонической ν=1), знак (+) соответствует гармоническим прямым и (-) обратным.The winding of Fig. 1 at 2p = 10 poles, z = 72 grooves, m = 9 phases, m '= 2m = 8 phase zones is made of a two-layer of K = 72 coils with numbers from 1K to 72K and a pitch in grooves at n = 6 has a fractional number of grooves per pole and phase q = 4/5 at N = 4 and d = 5, i.e. by grouping [1] 1 1 1 1 0 from each N = 4 coils d = 5 groups are formed. For this, a series of 2m = 18 groups 1 1 1 1 0 is compiled, phase zones in the sequence A-A'-A '' - Z-Z'-Z '' - B-B'-B "-X- are marked under it X '' - X "-C-C'-C"-Y-Y'-Y"and cross out the zones under the zero numbers of the row, after which the remaining numbers are marked out successively the number of grooves and the scan of figure 1 is obtained. The winding at m '= 18 phase zones and d = 5 creates a rotating MDS with harmonic series [2] ν = 18k / d ± 1 = 18k / 5 ± 1 = 1 (+), 13/5 (-), 23 / 5 (+), ..., where ± k is any integer such that ν> 0 (k = 0 for the fundamental harmonic ν = 1), the sign (+) corresponds to harmonic straight lines and (-) inverse.
Для определения углов сдвига катушек первой из m=9 симметричных фаз для полюсностей р=5(ν=1) и рν=νp=13 (ν=13/5) на фиг.1 (снизу) размечены сдвиги по пазам между катушками 1К, 16К, 30К, 59К зон А, ось их симметрии О лежит посередине между 37К, 52К и относительно нее углы сдвига равны: для р=5-О→59К→14,5αпр=14,5·25°=360°+2,5°=±0,5αп и O→30K=-0,5αп, O→1K→28,5αпp=720°-7,5°=-1,5·αп и O→16К=+1,5αп, по которым построена верхняя диаграмма фиг.2 при угле αп=5° (катушки зон Х - 37К, 52К, 66К, 23К смещены на 180° относительно катушек зон А); для рν=13: О→59К→14,50αпpν=14,5·65°=942,5°=13·72°+6,50=3·720+13γ и О→30К=2·72°-13γ, О→1К→22,5·65°=26·72°-19,5°=72°-39γ и О→16К=4·72°+39γ, по которым построена диаграмма фиг.2 (в центре) при разбивке окружности на р=5 частей (360°/5=72°) с учетом встречного вращения гармонической МДС ν=13/5, где γ=αп/d20,5°. По коэффициентам укорочения Kyν=sin(ν90°уп/τп) катушек (для полюсного деления τп=z/2p=7,2) вычисляются проекции по фиг.2 ЭДС катушек на вертикальную ось симметрии и определяются обмоточные коэффициенты с учетом неравновитковости катушек:To determine the angles of shift of the coils of the first of m = 9 symmetrical phases for the poles p = 5 (ν = 1) and pν = νp = 13 (ν = 13/5) in Fig. 1 (from the bottom), the grooves between the
для рν=13 (ν=13/5)-Kобν=[(1+x)cos(72°-39γ)-(1-x)cos(36°+13γ)]Kyν/2=-0,01663+х0,1742 (при Куν=0,2588), откуда по условию Kобν=0 определяется значение х=0,10, при котором из ЭДС (МДС) обмотки фиг.1 устраняется гармоническая ν=13/5 с рν=13;for pν = 13 (ν = 13/5 ) -K obν = [(1 + x) cos (72 ° -39γ) - (1-x) cos (36 ° + 13γ)] K yν / 2 = -0, 01663 + x0.1742 (at K yν = 0.2588), whence, by the condition K obν = 0, the value x = 0.10 is determined, at which harmonic ν = 13/5 with pν is eliminated from the EMF of the winding of Fig. 1 = 13;
для p=5(ν=1)-Koб=[sin(10°)/sin(2,5°)+2xcos(1,5αп)-2xcos(0,5αп)]Kуν/4=0,961335-х0,00367 (при Ку=0,96593), т.е. для равновитковой обмотки (х=0) амплитуда МДС гармонической ν=13/5 имеет относительное значение Fν/F=Kобν/νKоб=0,0166/(13/5)0,9613=0,0067 или 0,67%, а при х=0,10 - Fν/F=0. Дифференциальное рассеяние обмотки, определяемое из ее многоугольника МДС фиг.3 по [3] путем вычисления квадратов радиусов i=N=4 пазовых точек одной повторяющейся части обмотки относительно центра, для неравновитковой обмотки при х=0,10 снижается на ≈50%.for p = 5 (ν = 1) -K ob = [sin (10 °) / sin (2.5 °) + 2xcos (1,5α p ) -2xcos (0,5α p )] K уν / 4 = 0 961335-х0.00367 (at К у = 0.96593), i.e. for an equal-turn winding (x = 0), the amplitude of the harmonic MDS ν = 13/5 has a relative value Fν / F = K revν / νK rev = 0.0166 / (13/5) 0.9613 = 0.0067 or 0.67% , and for x = 0.10 - Fν / F = 0. The differential scattering of the winding, determined from its MDS polygon of FIG. 3 according to [3], by calculating the squares of radii i = N = 4 of the groove points of one repeating part of the winding relative to the center, for non-uniform winding at x = 0.10 decreases by ≈50%.
Таким образом, предлагаемая обмотка имеет одинаковое заполнение каждого паза проводом одинакового сечения, характеризуется пониженным дифференциальным рассеянием из-за устранения из МДС (ЭДС) дробной гармонической порядка ν=13/5, является симметричной m=9-фазной, m’=2m=18-зонной, каждая ее фаза смещена на электрический угол в 40° (так как интервалу в 16 катушек соответствует электрический угол сдвига начал фаз 16αпp=16·25°=400°-360°=40°). Применение ее в АД с короткозамкнутым ротором при питании от ППЧ 9-фазного тока позволяет втрое снижать фазный ток по сравнению с 3-фазными ППЧ, что существенно снижает стоимость управляемых вентилей и всего ППЧ при упрощении его схемы.Thus, the proposed winding has the same filling of each groove with a wire of the same cross section, is characterized by reduced differential scattering due to the elimination of fractional harmonic order ν = 13/5 from the MDF, is symmetric m = 9-phase, m '= 2m = 18 -zone, each of its phase shifted by an electrical angle of 40 ° (since the slot 16 corresponds to coils electrical angle phase shift started 16α n p = 16 · 25 ° = 400 ° -360 ° = 40 °). Its application in a squirrel-cage rotor HELL powered by a 9-phase current inverter allows a three-fold reduction in phase current compared to 3-phase inverters, which significantly reduces the cost of controlled valves and the entire inverter when simplifying its circuit.
Источники информацииSources of information
1. Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока/пер. с англ. - М. - Л.: ГЭИ, 1959, с.224 - прототип.1. Livshits-Garik M. Windings of AC machines / trans. from English - M. - L .: SEI, 1959, p.224 - prototype.
2. Вольдек А.И. Электрические машины: Учебник для вузов. - Л.: Энергия, 1978.2. Voldek A.I. Electric cars: Textbook for high schools. - L .: Energy, 1978.
3. Попов В.И. Определение дифференциального рассеяния многофазных обмоток//Электричество, 1987, №6, с.50-53.3. Popov V.I. Determination of differential scattering of multiphase windings // Electricity, 1987, No. 6, pp. 50-53.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002107500/09A RU2227357C2 (en) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | NINE-PHASE FRACTIONAL (q=4/5) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002107500/09A RU2227357C2 (en) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | NINE-PHASE FRACTIONAL (q=4/5) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002107500A RU2002107500A (en) | 2003-09-20 |
RU2227357C2 true RU2227357C2 (en) | 2004-04-20 |
Family
ID=32465016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002107500/09A RU2227357C2 (en) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | NINE-PHASE FRACTIONAL (q=4/5) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2227357C2 (en) |
-
2002
- 2002-03-25 RU RU2002107500/09A patent/RU2227357C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ЛИВШИЦ –ГАРИК М., Обложки машин переменного тока. М.-Л.: ГЭИ, 1959, с.224. * |
ПОПОВ В.И. Определение дифференциального рассеяния многофазных обмоток. Электричество, 1987, №6, с. 50-53. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2227357C2 (en) | NINE-PHASE FRACTIONAL (q=4/5) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE | |
RU2231890C2 (en) | Nine-phase fractional-slot winding for alternating-current machines | |
RU2231194C2 (en) | Nine-phase fractional (q=4/7) winding of a c electrical machine | |
RU2227358C2 (en) | TWELVE-PHASE FRACTIONAL (q=4/5) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE | |
RU2224346C2 (en) | Multiphase fractional-slot winding of ac machine | |
RU2227356C2 (en) | NINE-PHASE FRACTIONAL(q=3/4) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE | |
RU2236077C2 (en) | Fractional-slot (q=4/7) multiphase winding of alternating-current machines | |
RU2227359C2 (en) | Fractional-slot nine-phase winding for ac electrical machines | |
RU2224347C2 (en) | Multiphase fractional-slot winding for ac machines | |
RU2270505C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=84 (q=14.5) | |
RU2270507C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=108 (q=18/5) | |
RU2270514C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=96 (q=16/5) | |
RU2270508C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=144(q=24/5) | |
RU2235400C2 (en) | Three-phase fractional-slot (q=15/7) double-layer lap winding for electrical machines | |
RU2293420C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 24c SLOTS | |
RU2298869C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES IN z = 42c SLOTS | |
RU2293424C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 30c SLOTS | |
RU2280937C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-PITCH WINDING ON 2p=6c POLES IN z = 15c SLOTS | |
RU2264028C2 (en) | Double-layer fractional-slot three-phase winding | |
RU2268529C2 (en) | THREE-PHASED TWO-LAYERED ELECTRO-MECHANICAL WINDING WITH 2p=14c, z=108 GROOVES WITH q=18/7 | |
RU2324277C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=132·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=44/13) | |
RU2293421C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 66c SLOTS | |
RU2328814C2 (en) | THREE-PHASE NON-SYMMETRIC FRACTIONAL WINDING AT 2p=12 c POLES IN z=57·c GROOVES | |
RU2324276C2 (en) | THREE-PHASE ASYMMETRICAL FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p=12·c POLES IN z = 75·c SLOTS | |
RU2235401C2 (en) | Multiphase 2p=2-pole winding placed in z=54 slots |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060326 |