RU2227360C2 - Nine-phase double-pole winding - Google Patents

Nine-phase double-pole winding

Info

Publication number
RU2227360C2
RU2227360C2 RU2002108604/09A RU2002108604A RU2227360C2 RU 2227360 C2 RU2227360 C2 RU 2227360C2 RU 2002108604/09 A RU2002108604/09 A RU 2002108604/09A RU 2002108604 A RU2002108604 A RU 2002108604A RU 2227360 C2 RU2227360 C2 RU 2227360C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
groups
group
winding
coil
Prior art date
Application number
RU2002108604/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002108604A (en
Inventor
В.Т. Ахунов
Л.Н. Макаров
В.И. Попов
Ю.Н. Петров
Original Assignee
Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод "ЭЛДИН" (ОАО "ELDIN")
Волжская государственная инженерно-педагогическая академия
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 Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод "ЭЛДИН" (ОАО "ELDIN"), Волжская государственная инженерно-педагогическая академия filed Critical Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод "ЭЛДИН" (ОАО "ELDIN")
Priority to RU2002108604/09A priority Critical patent/RU2227360C2/en
Publication of RU2002108604A publication Critical patent/RU2002108604A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2227360C2 publication Critical patent/RU2227360C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical and electromechanical engineering. SUBSTANCE: proposed nine-phase winding designed for use in multiphase squirrel-cage induction motors supplied with power from semiconductor frequency changers is double-layer 2p = 2 pole lap winding placed in z = 54 slots at q = z/2pm = 3 slots per pole per phase; it is assembled of 2 pm coil groups with q concentric coils in each group: at m = 9 phases and m = 2 m = 19 phase zones winding has 18 coil groups numbered 1G through 18G with slot pitch Yni = 20, 18, 16, coil turn number being (1+x)Wc, Wc, (1+x)Wc for each group. Interconnected in first phase are groups 1G and 10G, and group numbers in each next phase are alternating at intervals of two groups relative to groups of first phase, where 2Wc is turn number of each slot and value x = 0.20; sign (-) in front of group number points to differential connection with phase groups connected in series or in parallel. EFFECT: improved mmf harmonic composition; reduced differential dissipation factor. 1 cl, 2 dwg

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 петлевые симметричные 2р-полюсные m≥3-фазные, m’=2m-зонные двуслойные обмотки переменного тока, выполняемые в z=2pmq пазах из 2pm катушечных групп при целом числе q=z/2pm пазов на полюс и фазу с концентрическими катушками [1-3].Known loop symmetrical 2p-pole m≥3-phase, m '= 2m-zone two-layer AC windings, performed in z = 2pmq grooves from 2pm coil groups with a total number of q = z / 2pm grooves per pole and phase with concentric coils [ 1-3].

Наиболее близкой к предлагаемой является m=3-фазная, m’==2m=6-зонная 2р-полюсная двуслойная обмотка, выполняемая при q=z/6p=3 в z=6pq=3 пазах из 6р равномерно смещенных катушечных групп.Closest to the proposed one is m = 3-phase, m ’== 2m = 6-zone 2-pole two-layer winding, performed at q = z / 6p = 3 in z = 6pq = 3 grooves from 6p uniformly displaced coil groups.

В изобретении ставится задача выполнения в z=54 пазах двуслойной обмотки при 2р=2 полюсах и m=9 фазах с улучшенным гармоническим составом МДС и пониженным дифференциальным рассеянием.In the invention, the task is to perform in z = 54 grooves of a two-layer winding at 2p = 2 poles and m = 9 phases with improved harmonic composition of the MDS and reduced differential scattering.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для двуслойной 2р=2-полюсной обмотки, выполняемой петлевой в z=54 пазах при числе q=3 пазов на полюс и фазу из 2pm катушечных групп с q концентрическими катушками в каждой: при m=9 фазах, m’=2m=18-фазных зонах обмотка содержит 18 катушечных группе номерами от 1Г до 18Г с шагами катушек по пазам упi=20, 18, 16 и их числами витков (1+x)wк, wк, (1-x)wк для каждой группы и в первой фазе соединенены группы 1Г и -10Г, а номера групп каждой последующей фазы чередуются с интервалом в две группы относительно групп первой фазы, где 2wк - число витков каждого паза и х=0,20, а знак (-) при номере группы означает её встречное включение при последовательном или параллельном соединении групп фазы.The solution of this problem is achieved by the fact that for a two-layer 2p = 2-pole winding performed by a loop in z = 54 grooves with q = 3 grooves per pole and a phase of 2pm coil groups with q concentric coils in each: at m = 9 phases, m '= 2m = 18-phase zones, the winding contains 18 coil groups with numbers from 1G to 18G with coil steps in grooves at pi = 20, 18, 16 and their number of turns (1 + x) w k , w k , (1- x) w k for each group in the first phase group of compound 1D and -10G and group numbers each subsequent phases alternate with intervals in the two groups with respect to groups of the first phase rD 2w k - number of turns of each slot, and x = 0.20, and the sign (-) at room group defines its counter switch in series or parallel connection of phase groups.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой двуслойной петлевой обмотки с концентрическими катушками при 2р=2 полюсах, z=54 пазах, m=9 фазах, m’=2m=18-фазных зонах в последовательности A-A’-A"-Z-Z’-Z"-B-B’-B’’-X-X’-X"-C-C’-C"-Y-Y’-Y". 18 катушечных группах с номерами от 1Г до 18Г (сверху) и номерами пазов 1 до z=54 (снизу); на фиг.2 - построение многоугольника МДС обмотки по фиг.1, где в центре показаны векторы симметричной m’=2m=18-фазной системы токов фазных зон при их сдвиге на угол αф=20°.Figure 1 shows a scan of the groove layers of the proposed two-layer loop winding with concentric coils at 2p = 2 poles, z = 54 grooves, m = 9 phases, m '= 2m = 18-phase zones in the sequence A-A'-A "- Z-Z'-Z "-B-B'-B '' - X-X'-X"-C-C'-C"-Y-Y'-Y". 18 reel groups with numbers from 1G to 18G (top) and slot numbers 1 to z = 54 (bottom); figure 2 - construction of the polygon of the MDS winding in figure 1, where the center shows the vectors of the symmetric m '= 2m = 18-phase system of currents of phase zones when they are shifted angle α f = 20 °.

Обмоточный коэффициент обмотки определяется по коэффициентам укорочения концентрических катушек Куi=sin(90°Упiп) при полюсном делении τп=z/2p=54/2=27 с учетом неравновитковости катушек: Коб=Σ(Куiwкi)/qwк=0,862122+х0,03870, yп.ср=Σ(упiwкi)/qwк18+4x/3 (1) при упi=20, 18, 16 и числах витков (1+x)wк для наружной, wк для средней, (1-x)wк для внутренней катушек и их среднем шаге уп.ср.Winding factor of the winding is determined by the coefficients of shortening concentric coils By yi = sin (90 ° V pi / τ n) when the pole pitch τ p = z / 2p = 54/2 = 27, and the neravnovitkovosti coils: K on = Σ (K yi w ki ) / qw k = 0.862122 + x0.03870, y p.p. = Σ (for pi w ki ) / qw k 18 + 4x / 3 (1) with y pi = 20, 18, 16 and number of turns ( 1 + x) w to outdoor, w k for medium, (1-x) w k for the inner coil and the average step in p.sr.

Пазовые точки i=1...54 многоугольника МДС на фиг.2 построены по направлениям токов фазных зон в пазах (фиг.1). Для точек i=1, 2, 3 одной повторяющейся части обмотки при х=0 МДС одного слоя паза в единицу длины и ас=bс=3 определяются (по теоремам синусов и косинусов): отрезок

Figure 00000002
при a1=1-2=2-3=2b=
Figure 00000003
, радиус точки i=3 относительно центра
Figure 00000004
квадраты радиусов точек
Figure 00000005
и по [2-3]:
Figure 00000006
Figure 00000007
и
Figure 00000008
(2)The slot points i = 1 ... 54 of the MDS polygon in figure 2 are built in the directions of the currents of the phase zones in the grooves (figure 1). For points i = 1, 2, 3 of one repeating part of the winding at x = 0, the MDS of one groove layer per unit length and ac = bc = 3 are determined (by the theorems of sines and cosines):
Figure 00000002
with a1 = 1-2 = 2-3 = 2b =
Figure 00000003
, the radius of the point i = 3 relative to the center
Figure 00000004
squares of radii of points
Figure 00000005
and according to [2-3]:
Figure 00000006
Figure 00000007
and
Figure 00000008
(2)

где R - радиус окружности для основной гармонической МДС и σД - коэффициент дифференциального рассеяния.where R is the radius of the circle for the main harmonic MDS and σ D is the differential scattering coefficient.

По (1)-(2) при х=0 - Коб=0,86212, R=54·0,86212/π, R 2 д =219,853203 и σд=0,117 или в процентах - σд%=0,117. Для неравновитковых катушек по фиг.2: (a1)2=(b2)2=(1+x)2+(1-x)2-2(1-x2)cosl200=3+x2, тогда

Figure 00000009
и
Figure 00000010
, откуда по условию [3] d(σд)dx≡d(Rд/Kоб)2/dx=0 определяется оптимальное значение х=xопт=0,20, при котором σд достигает значения σд%мин=0,104 (для Kоб=0,8699), т.е. при х=0,2 σд% снижается в 0,117/0,104=1,13 раза и по (1) уп.ср=18,267. В сравнении с обмоткой при m=3, m’=6, 2р=2, z=54, q=9, уп=18, K=0,82746, R 2 д =203 и σд%=0,349 предлагаемая обмотка имеет в 0,349/0,104=3,36 раза меньшее значение σд%, что значительно снижает добавочные потери в стали и индуктивное сопротивление фазы АД с такой обмоткой. Применение ее в АД с к.з. ротором при питании от ППЧ 9-фазного тока позволяет втрое снижать фазный ток в сравнении с 3-фазными ППЧ, что снижает стоимость управляемых вентилей при упрощении схемы ППЧ.According to (1) - (2) at x = 0 - K rev = 0.86212, R = 54 · 0.86212 / π, R 2 d = 219.853203 and σ d = 0.117 or in percent - σ d% = 0.117. For unequal coils in figure 2: (a1) 2 = (b2) 2 = (1 + x) 2 + (1-x) 2 -2 (1-x 2 ) cosl20 0 = 3 + x 2 , then
Figure 00000009
and
Figure 00000010
, whence by the condition [3] d (σ d ) dx≡d (R d / K rev ) 2 / dx = 0, the optimal value x = x opt = 0.20 is determined, at which σ d reaches the value σ d% min = 0.104 (for K rev = 0.8699), i.e. at x = 0.2, σ d% decreases 0.117 / 0.104 = 1.13 times, and according to (1) for p.p. = 18.267. Compared with the winding at m = 3, m '= 6, 2p = 2, z = 54, q = 9, at n = 18, K about = 0.82746, R 2 d = 203 and σ d% = 0.349, the proposed winding has 0.349 / 0.104 = 3.36 times lower σ d% , which significantly reduces the additional losses in steel and the inductive resistance of the HELL phase with such a winding. Its use in blood pressure with short circuit with a rotor when powered by a 9-phase current frequency converter, it allows a three-fold reduction in phase current in comparison with 3-phase inverter, which reduces the cost of controlled valves while simplifying the inverter circuit.

Источники информацииSources of information

1. Вольдек А.И. Электрические машины: Учебник для вузов. Л.: Энергия, 1978, с.402-450.1. Voldek A.I. Electric cars: Textbook for high schools. L .: Energy, 1978, p. 420-450.

2. Попов В.И. Определение дифференциального рассеяния многофазных обмоток. Элекричество. - 1987, №6, с.50-53.2. Popov V.I. Determination of differential scattering of multiphase windings. Electricity. - 1987, No. 6, p. 50-53.

3. Попов В.И. Оптимизация электромагнитных параметров трехфазных дробных обмоток. Электричество. - 1996, №10, с.8-34.3. Popov V.I. Optimization of electromagnetic parameters of three-phase fractional windings. Electricity. - 1996, No. 10, pp. 8-34.

Claims (1)

Девятифазная 2р=2-полюсная обмотка при z=54 пазах, выполненная двуслойной петлевой при числе q=3 пазов на полюс и фазу из 2рm катушечных групп с q концентрическими катушками в каждой, отличающаяся тем, что при m=9 фазах и m'=2m=18 фазных зонах обмотка содержит 18 катушечных групп с номерами от 1Г до 18Г с шагами катушек по пазам Упi=20, 18, 16 и их числами витков (1+х)Wк, Wк, (1-х)Wк для каждой группы, в первой фазе соединены группы 1Г и -10Г, а номера групп каждой последующей фазы чередуются с интервалом в две группы относительно групп первой фазы, где 2wк - число витков каждого паза и значение х=0,20, а знак (-) перед номером группы означает ее встречное включение при последовательном или параллельном соединении групп фазы.Nine-phase 2p = 2-pole winding with z = 54 grooves, made of a two-layer loop with q = 3 grooves per pole and a phase of 2rm coil groups with q concentric coils in each, characterized in that for m = 9 phases and m '= 2m = 18 phase zones, the winding contains 18 coil groups with numbers from 1G to 18G with coil steps in grooves U pi = 20, 18, 16 and their number of turns (1 + x) W to , W to , (1-x) W k for each group, in the first phase the groups 1G and -10G are connected, and the group numbers of each subsequent phase alternate with an interval of two groups relative to the groups of the first phase, where 2w k is the number of turns o of each groove and the value x = 0.20, and the sign (-) in front of the group number means its counter inclusion when the phase groups are connected in series or in parallel.
RU2002108604/09A 2002-04-04 2002-04-04 Nine-phase double-pole winding RU2227360C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108604/09A RU2227360C2 (en) 2002-04-04 2002-04-04 Nine-phase double-pole winding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108604/09A RU2227360C2 (en) 2002-04-04 2002-04-04 Nine-phase double-pole winding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002108604A RU2002108604A (en) 2003-11-20
RU2227360C2 true RU2227360C2 (en) 2004-04-20

Family

ID=32465035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002108604/09A RU2227360C2 (en) 2002-04-04 2002-04-04 Nine-phase double-pole winding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2227360C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508593C1 (en) * 2012-08-27 2014-02-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Winding of stator of three-phase alternating-current electric machines

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с. 402-450. ПОПОВ В.И. Определение дифференциального рассеяния многофазных обмоток. Электричество. - 1987, №6, с. 50-53. *
ПОПОВ В.И. Оптимизация электромагнитных параметров трехфазных дробных электромашинных обмоток. Электричество. - 1996, №10, с.28-34. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508593C1 (en) * 2012-08-27 2014-02-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Winding of stator of three-phase alternating-current electric machines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2227360C2 (en) Nine-phase double-pole winding
RU2235401C2 (en) Multiphase 2p=2-pole winding placed in z=54 slots
RU2231892C2 (en) Multiphase double-layer loop winding
RU2231890C2 (en) Nine-phase fractional-slot winding for alternating-current machines
RU2224346C2 (en) Multiphase fractional-slot winding of ac machine
RU2264028C2 (en) Double-layer fractional-slot three-phase winding
RU2227356C2 (en) NINE-PHASE FRACTIONAL(q=3/4) WINDING OF A C ELECTRIC MACHINE
RU2231891C2 (en) Double-layer fractional-slot winding for electrical machines
RU2267203C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2079947C1 (en) Combined electrical-machine rotor winding
RU2046501C1 (en) Fractional-slot three-phase winding
RU2267209C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=4,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2267206C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=3,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2273941C2 (en) THREE-PHASED WINDING OF ELECTRIC MACHINES AT 2p=4c POLES, z=18c GROOVES (VARIANTS)
RU2267213C2 (en) THREE-PHASE SPLIT (q=5,75) WINDING FOR ELECTRIC MACHINES
RU2051453C1 (en) Fractional-pitch three-phase stator winding
RU2267207C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=4,75) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2270505C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=84 (q=14.5)
RU2268538C1 (en) THREE-PHASED TWO-LAYERED ELECTRO-MECHANICAL WINDING WITH 2p=2c POLES WITHIN z=21c GROOVES
RU2072607C1 (en) Split three-phase winding
SU888284A1 (en) Three-phase/single-phase combined winding of synchronous electric machine
RU2312443C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER LAP WINDING PLACED IN z = 171 SLOTS, 2p = 34 POLES
RU2046500C1 (en) Fractional-slot three-phase stator winding
RU2058650C1 (en) Fractional-pitch three-phase winding
RU2270509C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120405