RU2267203C2 - THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES - Google Patents
THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267203C2 RU2267203C2 RU2003134618/09A RU2003134618A RU2267203C2 RU 2267203 C2 RU2267203 C2 RU 2267203C2 RU 2003134618/09 A RU2003134618/09 A RU 2003134618/09A RU 2003134618 A RU2003134618 A RU 2003134618A RU 2267203 C2 RU2267203 C2 RU 2267203C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- winding
- phase
- groups
- turns
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей.The invention relates to three-phase windings of electrical AC machines, can be used on a stator of three-phase asynchronous and synchronous machines, a phase rotor of asynchronous motors.
Известны петлевые двухслойные симметричные m=3-фазные обмотки, выполняемые 2р-полюсными в z пазах из m'p катушечных групп при числе пазов на полюс и фазу q=z/m'p целом или дробном, где m'- число фазных зон на пару полюсов, равное m'=m=3 (трехзонные обмотки) или m'=2m=6 (шестизонные обмотки) [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-393]. При дробном числе q-N/d-b+0,5 (d=2, b=1, 2, 3,...) они имеют неодинаковые чередующиеся катушечные группы: большие (b+1)-катушечные и малые b-катушечные с катушками равношаговыми или концентрическими при их среднем шаге по пазам уп≈z/2р, а гармонический состав их МДС по ряду ν=m'k/d±1 [там же, с.450] особенно неблагоприятен при m'=3-зонах (ν=3k/2±1) из-за наличия субгармонической ν=1/2 при значительном возрастании дифференциального рассеяния σд и поэтому m'=3-зонные дробные (q=b+0,5) обмотки практически не применяются.Loop two-layer symmetrical m = 3-phase windings are known, performed by 2-pole in z grooves from m'p coil groups with the number of grooves per pole and the phase q = z / m'p whole or fractional, where m'- the number of phase zones per a pair of poles equal to m '= m = 3 (three-zone windings) or m' = 2m = 6 (six-zone windings) [Voldek A.I. Electric cars. L .: Energy, 1978, S. 392-393]. With a fractional number qN / d-b + 0.5 (d = 2, b = 1, 2, 3, ...) they have unequal alternating coil groups: large (b + 1) -coil and small b-coil with equal-step or concentric coils with an average groove pitch of n ≈ z / 2p, and the harmonic composition of their MDS in the series ν = m'k / d ± 1 [ibid., p. 450] is especially unfavorable for m '= 3-zones (ν = 3k / 2 ± 1) due to the presence of a subharmonic ν = 1/2 with a significant increase in differential scattering σ d and therefore m '= 3-zone fractional (q = b + 0.5) windings are practically not used.
В изобретении ставится задача улучшения состава МДС симметричной m'=3-зонной дробной (q=2,5) обмотки путем устранения субгармонической ν=1/2 и понижения дифференциальным рассеянием σд.The invention seeks to improve the composition of the MDF of a symmetric m '= 3-zone fractional (q = 2.5) winding by eliminating the subharmonic ν = 1/2 and reducing the differential scattering σ d .
Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной 2-слойной дробной (q=2,5) обмотки, выполняемой 2р=4с-полюсной в z=6cq пазах из 6с катушечных групп трехкатушечных нечетных и двухкатушечных четных со средним шагом концентрических катушек ук≈z/2pc: группы трехкатушечные имеют шаги катушек упi=6, 4, 2 с числами витков (1-х)wк, (1+х)wк, (1-x)wк, а двухкатушечные - у'пi=5, 3 с числами витков wк, (1+x)wк, где с=1, 2, 3, ... целое число, z=15с, ук=1,5q-i 0,25=4 и 2wк - число витков каждого паза при х=0,54.The solution of this problem is achieved by the fact that for a three-phase 2-layer fractional (q = 2.5) winding, performed 2p = 4c-pole in z = 6cq grooves from 6s coil groups of three-coil odd and two-coil even with an average step concentric coils at k ≈ z / 2pc: the three-coil groups have coil steps at pi = 6, 4, 2 with the number of turns (1-x) w k , (1 + x) w k , (1-x) w k , and double-coil - y ' pi = 5, 3 with the numbers of turns w k , (1 + x) w k , where c = 1, 2, 3, ... an integer, z = 15 s, y k = 1,5q-i 0,25 = 4 and 2w k is the number of turns of each groove at x = 0.54.
На фиг.1 показаны развертки пазовых слоев предлагаемой обмотки при 2р=4 (с=1), q=2,5, z=15 пазах с номерами 1...15, 6с=6 катушечных группах с номерами 1Г...6Г (размечены группы 1Г, 4Г первой фазы), чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С верхнего и X, Y, Z нижнего слоев; на фиг.2, 3 построены (по треугольной сетке) многоугольники МДС при катушках равно - (фиг.2), неравновитковых (фиг.3) для х=0,5. При c=2, 3,... обмотка имеет 2p=4c=8, 12,... и развертка фиг.1 повторяются 2, 3, раза.Figure 1 shows the reamers of the groove layers of the proposed winding at 2p = 4 (c = 1), q = 2.5, z = 15 grooves with numbers 1 ... 15, 6s = 6 coil groups with numbers 1G ... 6G (groups 1G, 4G of the first phase are marked), by alternating phase zones in the sequence A-B-C of the upper and X, Y, Z of the lower layers; figure 2, 3 built (on a triangular grid) polygons MDS with coils is equal to - (figure 2), unequal (figure 3) for x = 0.5. With c = 2, 3, ... the winding has 2p = 4c = 8, 12, ... and the sweep of Fig. 1 is repeated 2, 3, times.
Предлагаемая m'=3-зонная обмотка соединяется в фазах обычным образом при последовательно-согласном включении групп фазы: 1Г, 4Г с началом фазы из начала 1Г в фазе I; 3Г, 6Г с началом из 3Г в фазе II; 5Г, 2Г с началом из 5Г в фазе III, а фазы могут сопрягаться в Y или в Δ.The proposed m '= 3-zone winding is connected in phases in the usual way with sequentially-consistent inclusion of phase groups: 1G, 4G with the beginning of the phase from the beginning of 1G in phase I; 3G, 6G with the beginning of 3G in phase II; 5G, 2G with a start of 5G in phase III, and the phases can mate in Y or in Δ.
Обмотка на фиг.1 при q=2,5 для групп трехкатушечных имеет шаги катушек по пазам упi=6, 4, 2 (ук=1,5q+0,25=4) с числами витков (1-x)wк, (1+x)wк, (1-x)wк, для двухкатушечных - у'пi=5, 3 с числами витков wк, (1+x)wк, wк и значение х определяется из условия минимизации коэффициента дифференциального рассеяния σд. Коэффициенты укорочения катушек Kуi=sin(90°упi/τп) определяются при полюсном делении τп=z/2p=15/4=3,75, 2wк=2 витках паза: Kуi=(1-x)0,587785(упi=6), (1+х)0,99452(упi=4), (1-х)0,74315(упi=2); 0,866025(у'пi=5), (1+х)0,9510565 (у'пi=3), тогда Коб и уп.ср равны:The winding in Fig. 1 with q = 2.5 for groups of three-coil has coil steps in grooves at pi = 6, 4, 2 (at k = 1.5q + 0.25 = 4) with the number of turns (1-x) w k , (1 + x) w k , (1-x) w k , for double-coil - y ' pi = 5, 3 with the number of turns w k , (1 + x) w k , w k and the value of x is determined from the condition minimizing the differential scattering coefficient σ d . Coil shortening coefficients K уi = sin (90 ° у pi / τ p ) are determined by pole division τ p = z / 2p = 15/4 = 3.75, 2w к = 2 turns of the groove: K уi = (1-x) 0.587785 (for pi = 6), (1 + x) 0.99452 (for pi = 4), (1-x) 0.74315 (for pi = 2); 0.866025 (y ' pi = 5), (1 + x) 0.9510565 (y' pi = 3), then K about and at p.s. are equal:
Из многоугольников МДС фиг.2 и 3 по соотношениямOf the polygons MDS figure 2 and 3 in terms of
при и at and
определяется коэффициент дифференциального рассеяния σд, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу ее МДС, где R2 д - квадрат среднего радиуса j=1...2q пазовых точек относительно центра многоугольника и Ro - радиус окружности для основной гармонической МДС [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по многоугольникам МДС//Электричество, 1997, №9, с.53-55].the differential scattering coefficient σ d is determined, which characterizes the quality of the winding by the harmonic composition of its MDS, where R 2 d is the square of the average radius j = 1 ... 2q of the slot points relative to the center of the polygon and R o is the radius of the circle for the main harmonic MDS [Popov V. AND. Determination and optimization of the parameters of three-phase windings along MDS polygons // Electricity, 1997, No. 9, p. 53-55].
По (1)-(2) из многоугольников МДС фиг.2, 3 при стороне сетки в единицу длины (в центре многоугольников показаны единичные векторы токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y) по теореме косинусов определяются:According to (1) - (2) from the MDS polygons of Figs. 2, 3, with the grid side per unit length (in the center of the polygons, the unit current vectors of phase zones A-Z-B-X-C-Y are shown) by the cosine theorem we determine:
при х=0 (фиг.2): R2 j=12 - для точки j=1, R2 j=22=4 - для точек j=2, 5, R2 j=22+1+2=7 - для точек j=3, 4 и R2 д=Σ(R2 j)/5=23/5=4, 6, Ro=15·0,82851/2π, σд%=17,58; при х=0,5 (фиг.3): R2 j=22=4=(1+2x)2=1+4x+4x2 - для j=1, R2 j=22+0,52+1=5,25=22+x2+2x=4+2x+x2 - для j=2, 5, R2 j=1,524+1+1,5=4,75=(2-x)2+1+2-x=7-5х+х2 - для j=3, 4 иat x = 0 (Fig. 2): R 2 j = 1 2 - for the point j = 1, R 2 j = 2 2 = 4 - for the points j = 2, 5, R 2 j = 2 2 + 1 + 2 = 7 - for points j = 3, 4 and R 2 d = Σ (R 2 j ) / 5 = 23/5 = 4, 6, R o = 15 · 0.82851 / 2π, σ d% = 17.58 ; at x = 0.5 (Fig. 3): R 2 j = 2 2 = 4 = (1 + 2x) 2 = 1 + 4x + 4x 2 - for j = 1, R 2 j = 2 2 +0.5 2 + 1 = 5.25 = 2 2 + x 2 + 2x = 4 + 2x + x 2 - for j = 2, 5, R 2 j = 1.5 2 4 + 1 + 1.5 = 4.75 = (2-x) 2 + 1 + 2-x = 7-5x + x 2 - for j = 3, 4 and
а по (1)-(3) из условия d(σд)/d(х)=0 вычисляется оптимальное значение xопт=0,54, соответствующее минимальной величине σд%мин: при xопт=0,54 по (1) и (3)- Коб=0,89489, R2 д=24,2528/5, Ro=15·0,89489/2π и значение σд%мин=6,28 значительно снижается в (17,58/6,28=2,80 раза) из-за устранения субгармонической ν=1/2; с учетом повышения обмоточного коэффициента ее эффективность равна Кэф=(0,89489/0,82851)(17,58/6,28)=3,02 при уп.ср=3.89.and according to (1) - (3) from the condition d (σ d ) / d (x) = 0, the optimal value x opt = 0.54 is calculated, which corresponds to the minimum value of σ d% min : for x opt = 0.54 by ( 1) and (3) - To about = 0.89489, R 2 d = 24.2528 / 5, R o = 15 · 0.89489 / 2π and the value of σ d% min = 6.28 is significantly reduced in (17, 58 / 6.28 = 2.80 times) due to the elimination of the subharmonic ν = 1/2; taking into account the increase in the winding coefficient, its efficiency is equal to K eff = (0.89489 / 0.82851) (17.58 / 6.28) = 3.02 with y pp = 3.89.
Обмотке при m'=3, 2р=4, z=15, q=5/2 и d=2 (фиг.1) соответствует m'=6-зонная обмотка при вдвое меньшем числе q=5/4 и d=4, которая при уп=3 и равновитковых катушках имеет Коб=0,9098, R2 д=5,2 и σд%=10,22, т.е. предлагаемая m'=3-зонная обмотка по фиг.1 при хопт=0,54 превосходит m'=6-зонную по дифференциальному рассеянию в 10,22/6,28=1,63 раза.The winding with m '= 3, 2p = 4, z = 15, q = 5/2 and d = 2 (Fig. 1) corresponds to the m' = 6-zone winding with half the number q = 5/4 and d = 4 , which for y n = 3 and equal-coil coils has K rev = 0.9098, R 2 d = 5.2 and σ d% = 10.22, i.e. the proposed m '= 3-zone winding in Fig. 1 with x opt = 0.54 exceeds m' = 6-zone by differential scattering by 10.22 / 6.28 = 1.63 times.
Таким образом, предлагаемая симметричная m'=3-зонная дробная (q=2,5) обмотка характеризуется значительным (в 2,8 раза) снижением σд% и повышением Коб, что увеличивает в Кэф=3,0 раза ее эффективность по сравнению с равновитковой обмоткой; она проще m'=6-зонной обмотки в изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп.Thus, the proposed symmetrical m '= 3-zone fractional (q = 2.5) winding is characterized by a significant (2.8 times) decrease in σ d% and an increase in K rev , which increases its efficiency in K eff = 3.0 times in comparison with an equal-turn winding; it is simpler m '= 6-zone winding in manufacture due to half the number (3p) of coil groups.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134618/09A RU2267203C2 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003134618/09A RU2267203C2 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003134618A RU2003134618A (en) | 2005-05-27 |
RU2267203C2 true RU2267203C2 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35824175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003134618/09A RU2267203C2 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267203C2 (en) |
-
2003
- 2003-11-28 RU RU2003134618/09A patent/RU2267203C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с.392-393. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003134618A (en) | 2005-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2267203C2 (en) | THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES | |
RU2264028C2 (en) | Double-layer 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 | |
RU2277283C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER FRACTIONAL-SLOT (q = b + 0.5) WINDING (ALTERNATIVES) | |
RU2273941C2 (en) | THREE-PHASED WINDING OF ELECTRIC MACHINES AT 2p=4c POLES, z=18c GROOVES (VARIANTS) | |
RU2312443C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER LAP WINDING PLACED IN z = 171 SLOTS, 2p = 34 POLES | |
RU2270515C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS | |
RU2335062C2 (en) | ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=16·c POLES IN z=3(8·b+1)·c SLOTS | |
RU2324277C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=132·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=44/13) | |
RU2311713C2 (en) | Three-phase double-layer loop winding placed in 78 slots, 2p = 34 poles | |
RU2270502C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER FRACTIONAL-PITCH (q=2.25)WINDING | |
RU2270509C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5) | |
RU2328814C2 (en) | THREE-PHASE NON-SYMMETRIC FRACTIONAL WINDING AT 2p=12 c POLES IN z=57·c GROOVES | |
RU2270506C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=24c SLOTS | |
RU2270505C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=84 (q=14.5) | |
RU2267205C2 (en) | THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=1,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES | |
RU2340065C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN GROOVES z=225 AT 2p=56 POLES (g=75/28) | |
RU2270504C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=72c SLOTS | |
RU2267210C2 (en) | THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=6,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES | |
RU2270508C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=144(q=24/5) | |
RU2270507C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=108 (q=18/5) | |
RU2293418C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 48c SLOTS | |
RU2227360C2 (en) | Nine-phase double-pole winding | |
RU2268538C1 (en) | THREE-PHASED TWO-LAYERED ELECTRO-MECHANICAL WINDING WITH 2p=2c POLES WITHIN z=21c GROOVES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121129 |