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 PDF

Info

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
Application number
RU2003134618/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003134618A (en
Inventor
Т.А. Ахунов (RU)
Т.А. Ахунов
Л.Н. Макаров (RU)
Л.Н. Макаров
В.И. Попов (RU)
В.И. Попов
Ю.Н. Петров (RU)
Ю.Н. Петров
Original Assignee
Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод - ОАО "ELDIN" (ЭЛДИН)
Волжская государственная инженерно-педагогическая Академия - ВГИПА
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 - ОАО "ELDIN" (ЭЛДИН), Волжская государственная инженерно-педагогическая Академия - ВГИПА filed Critical Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод - ОАО "ELDIN" (ЭЛДИН)
Priority to RU2003134618/09A priority Critical patent/RU2267203C2/en
Publication of RU2003134618A publication Critical patent/RU2003134618A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2267203C2 publication Critical patent/RU2267203C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electric radio engineering and electric mechanical engineering, possible use in three-phase asynchronous and synchronous electric machines.
SUBSTANCE: three-phase two-layer split (q=2,5) winding is made 2p=4c-polar in z=6cq grooves of 6c coil groups: three-coil non-even and two-coil even ones with average step of concentric coils yc≈z/2pc. In acc to invention, three-coil groups have coil steps ygi=6,4,2 with coil numbers (1-x)wc, (1+x)wc, (1-x)wc, and two-coil groups have steps ygi'=5,3 with coil numbers wc,(1+x)wc, where c=1,2,3,..., - integer number, z=15c, yc=1,5q+0,25=4 and 2wc - number of coils of each groove for value x=0,54.
EFFECT: better composition of harmonic operation ampere-turns and decreased differential dissipation σd of symmetric m'=3-zone split (q=2,5) winding.
3 dwg

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°упiп) 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:

Figure 00000002
Figure 00000002

Из многоугольников МДС фиг.2 и 3 по соотношениямOf the polygons MDS figure 2 and 3 in terms of

Figure 00000003
при
Figure 00000004
и
Figure 00000005
Figure 00000003
at
Figure 00000004
and
Figure 00000005

определяется коэффициент дифференциального рассеяния σд, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу ее МДС, где R2д - 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): R2j=12 - для точки j=1, R2j=22=4 - для точек j=2, 5, R2j=22+1+2=7 - для точек j=3, 4 и R2д=Σ(R2j)/5=23/5=4, 6, Ro=15·0,82851/2π, σд%=17,58; при х=0,5 (фиг.3): R2j=22=4=(1+2x)2=1+4x+4x2 - для j=1, R2j=22+0,52+1=5,25=22+x2+2x=4+2x+x2 - для j=2, 5, R2j=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

Figure 00000006
Figure 00000006

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, R2д=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, R2д=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)

Трехфазная двухслойная дробная (q=2,5) обмотка электрических машин, выполняемая 2р=4с - полюсной в z=6cq пазах из 6с катушечных групп, трехкатушечных нечетных и двухкатушечных четных со средним шагом концентрических катушек ук≈z/2рс, отличающаяся тем, что трехкатушечные группы имеют шаги катушек упi=6,4,2 с числами витков (1-x)wк, (1+x)wк, (1-x)wк, а двухкатушечные упi'=5,3 с числами витков wк, (1+x)wк, где с=1, 2, 3,... - целое число, z=15c, yк=1,5q+0,25=4 и 2wк - число витков каждого паза при значении х=0,54.A three-phase fractional-layer (q = 2,5) winding of electrical machines performed 2p = 4 c - a pole z = 6cq grooves 6c of the coil groups, three-coil odd and even dvuhkatushechnyh middle step in concentric coils to ≈z / 2pc, wherein that the three-coil groups have steps of coils 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 at pi '= 5.3 with the numbers of turns w k , (1 + x) w k , where c = 1, 2, 3, ... is an integer, z = 15c, y k = 1,5q + 0,25 = 4 and 2w k - the number of turns of each groove with x = 0.54.
RU2003134618/09A 2003-11-28 2003-11-28 THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=2,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES RU2267203C2 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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