RU2270509C2 - ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5) - Google Patents

ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5) Download PDF

Info

Publication number
RU2270509C2
RU2270509C2 RU2004112989/09A RU2004112989A RU2270509C2 RU 2270509 C2 RU2270509 C2 RU 2270509C2 RU 2004112989/09 A RU2004112989/09 A RU 2004112989/09A RU 2004112989 A RU2004112989 A RU 2004112989A RU 2270509 C2 RU2270509 C2 RU 2270509C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
slots
poles
proposed
double
Prior art date
Application number
RU2004112989/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004112989A (en
Inventor
Турсун Абдалимович Ахунов (RU)
Турсун Абдалимович Ахунов
Лев Николаевич Макаров (RU)
Лев Николаевич Макаров
Виктор Иванович Попов (RU)
Виктор Иванович Попов
Юрий Николаевич Петров (RU)
Юрий Николаевич Петров
Сергей Иванович Тихонов (RU)
Сергей Иванович Тихонов
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 RU2004112989/09A priority Critical patent/RU2270509C2/en
Publication of RU2004112989A publication Critical patent/RU2004112989A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2270509C2 publication Critical patent/RU2270509C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

FIELD: electrical and electromechanical engineering; three-phase induction and synchronous machines.
SUBSTANCE: proposed three-phase single/double-layer winding with 2p = 2c poles in z = 21c slots, q = 3/5, has concentric-coil groups three times uniformly offset through 2q = 7 slots with 2wc turns in each slot. Novelty is that in order to reduce differential dissipation σd in proposed fractional-pitch (q = 3/5) winding, each coil group has five coils with slot pitches ysi = 14, 12, 10, 10, 8, 6 and turn numbers wc/ 2wc, 2wc, (1+ x)wc, (1 - x)wc, respectively, where c = 1, 2, 3, ... at x = 0.30.
EFFECT: reduced differential dissipation in proposed winding.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к обмоткам электрических машин, может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).The invention relates to the windings of electrical machines, can be used on a stator of three-phase asynchronous and synchronous machines, a phase rotor of asynchronous motors (HELL).

Известны петлевые двухслойные (однослойные) симметричные m=3-фазные, m'=2m=6-зонные обмотки, выполняемые 2р-полюсными в z пазах из 6р (3р) катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками при их среднем шаге по пазам ук≈τп=z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/6р целом или дробном [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-393]. Дробные обмотки при q=z/6p=N/d и d≥2 создают гармонические МДС по ряду ν=6k/d±1 [там же, с. 450], в том числе четные и низшие (ν<1) при возрастании дифференциального рассеяния σд, где ±k - целое число, дающее порядок гармонической ν>0 при ее прямом (+), или встречном (-) вращении.Known loop two-layer (single-layer) symmetrical m = 3-phase, m '= 2m = 6-zone windings performed by 2-pole in z grooves from 6p (3p) coil groups with equal-step or concentric coils with their average step in grooves y to k ≈τ p = z / 2p, the number of grooves per pole and phase q = z / 6р whole or fractional [Voldek A.I. Electric cars. L .: Energy, 1978, S. 392-393]. Fractional windings at q = z / 6p = N / d and d≥2 create harmonic MDS in the series ν = 6k / d ± 1 [ibid, p. 450], including even and lower ones (ν <1) with increasing differential scattering σ d , where ± k is an integer giving the order of harmonic ν> 0 when it is forward (+) or counter (-) rotated.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная одно-двухслойная обмотка при 2р=4 полюсах и z=42 пазах (q=3,5), выполняемая из 3р=6 одинаковых равномерно смещенных на 2q=7 пазов катушечных групп с концентрическими катушками с шагами по пазам упi=14, 12, 10, 6 и числами витков wк, 2wк, 2wк, 2wк при 2wк витках каждого паза [Технический каталог ОАО ″ELDIN″, Ярославль, 2002 г., с.30 - синхронные генераторы типа SJ200, SJ225 - прототип].Closest to the proposed one is a three-phase one-two-layer winding at 2p = 4 poles and z = 42 grooves (q = 3,5), made of 3p = 6 equally spaced coil groups with concentric coils with groove steps with 2q = 7 grooves for pi = 14, 12, 10, 6 and the number of turns w k , 2w k , 2w k , 2w k at 2w to the turns of each groove [Technical catalog of OJSC ELDIN, Yaroslavl, 2002, p.30 - synchronous generators type SJ200, SJ225 - prototype].

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния обмотки по прототипу. Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной одно-двухслойной обмотки при 2р=2с полюсах в z=21с пазах (q=3,5), выполняемой из 3р равномерно смещенных на 2q=7 пазов катушечных групп с концентрическими катушками при 2wк витках каждого паза и с=1, 2, 3,...:The invention aims to reduce the differential scattering of the winding of the prototype. The solution of this problem is achieved by the fact that for a three-phase one-two-layer winding with 2p = 2s poles in z = 21s grooves (q = 3,5), made of 3p coil groups with concentric coils uniformly displaced by 2q = 7 at 2w to the turns each groove and c = 1, 2, 3, ...:

каждая группа содержит по пять катушек с шагами по пазам упi=14, 12, 10, 8, 6 с числами витков wк, 2wк, 2wк, (1+x)wк, (1-x)wк, где x=0,30.each group contains five coils with groove steps at pi = 14, 12, 10, 8, 6 with the number of turns w k , 2w k , 2w k , (1 + x) w k , (1-x) w k , where x = 0.30.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев с верхними лобовыми частями предлагаемой обмотки при с=1, 2р=2, z=21 с номерами 1...21 (снизу) и 3р=3 катушечными группами с номерами 1Г, 2Г, 3Г (сверху) с чередованиями фазных зон в последовательности A-Z-B-X-C-Y; на фиг.2 построены по треугольной сетке (при ее стороне в единицу длины) многоугольники МДС обмоток по фиг.1 при x=0,5 (наружная) и по прототипу (внутренняя). При с=2, 3,... обмотка имеет 2р=2с=4, 6,... полюсов и z=21c=42, 63,... пазов при 3р=6 - (1Г...6Г), 9 - (1Г...9Г) группах и их согласном включении в фазах (1Г и 4Г, 2Г и 5Г, 3Г и 6Г в фазах I, II, III при 2р=4), а фазы могут сопрягаться звездой или треугольником.Figure 1 shows a scan of the groove layers with the upper frontal parts of the proposed winding at c = 1, 2p = 2, z = 21 with numbers 1 ... 21 (bottom) and 3p = 3 with coil groups with numbers 1G, 2G, 3G ( above) with alternations of phase zones in the sequence AZBXCY; figure 2 built on a triangular grid (with its side per unit length) polygons of the MDS windings of figure 1 at x = 0.5 (external) and the prototype (internal). With c = 2, 3, ... the winding has 2p = 2s = 4, 6, ... poles and z = 21c = 42, 63, ... grooves with 3p = 6 - (1G ... 6G), 9 - (1G ... 9G) groups and their consonant inclusion in phases (1G and 4G, 2G and 5G, 3G and 6G in phases I, II, III at 2p = 4), and the phases can be conjugated by a star or a triangle.

Для обмотки фиг.1 обмоточный коэффициент определяется по коэффициентам укорочения концентрических катушек Куi=sin(90°упiп) при τп=z/2p=10,5:Куi=0,866025 (упi=14), 2·0,974928 (упi=12), 2·0,997204 (упi=10), (1+х)0,930874 (упi=8), (1-х)0,7818315 (упi=6) и тогда1 for winding said winding factor is determined from the coefficients of concentric coils By shortening yi = sin (90 ° from pi / τ n) for n τ = z / 2p = 10,5: yi = 0.866025 K (y pi = 14) , 2 · 0.974928 (for pi = 12), 2 · 0.997204 (for pi = 10), (1 + x) 0.930874 (for pi = 8), (1-x) 0.7818315 (for pi = 6) and then

Figure 00000002
Figure 00000002

Из наружного многоугольника МДС фиг.2 (в центре показаны единичные векторы токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y) по треугольной сетке и соотношениямFrom the outer polygon MDS figure 2 (in the center shows the unit vectors of the currents of the phase zones A-Z-B-X-C-Y) on a triangular grid and the relations

Figure 00000003
Figure 00000003

определяется коэффициент дифференциального рассеяния σд, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу ее МДС, где R2д - квадрат среднего радиуса j=1...2q пазовых точек, Ro - радиус окружности для основной гармонической [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 groove points, R o is the radius of the circle for the main harmonic [Popov V.I. Determination and optimization of the parameters of three-phase windings along the MDS polygons // Electricity, 1997, No. 9, p. 53-55]:

Figure 00000004
Figure 00000004

тогда по (1)-(3) из условия d(σд)/d(x)=0 вычисляется оптимальное xопт=0,30, соответствующее σд%мин: при xопт=0,30 - Коб=0,938244, R2д=277,69/7, Ro=42·0,938244/2π и σд%мин=0,854, а при x=0-σд%=0,883. Для обмотки по прототипу при Коб=0,910565, R2д=263/7 (по внутреннему многоугольнику фиг.2) и σд%=1,414, т.е. σд% при xопт=0,30 снижается в 1,414/0,854=1,66 раза, что характеризует высокую эффективность предложенной обмотки. С учетом повышения Коб эффективность неравновитковой обмотки по фиг.1 равна (0,938244/0,910565)(1,414/0,854)=1,71 при среднем шаге катушек по пазам уп.ср=(72+2x)/7=10,37 (для обмотки по прототипу уп.ср=70/7=10,0).then, according to (1) - (3), from the condition d (σ d ) / d (x) = 0, the optimal x opt = 0.30, corresponding to σ d% min, is calculated: for x opt = 0.30 - K rev = 0 , 938244, R 2 d = 277.69 / 7, R o = 42 · 0.938244 / 2π and σ d% min = 0.854, and at x = 0-σ d% = 0.883. For the winding of the prototype at K about = 0.910565, R 2 d = 263/7 (according to the inner polygon of figure 2) and σ d% = 1,414, i.e. σ d% at x opt = 0.30 decreases by 1.414 / 0.854 = 1.66 times, which characterizes the high efficiency of the proposed winding. Taking into account the increase in K about, the efficiency of the non-uniform winding in Fig. 1 is (0.938244 / 0.910565) (1.414 / 0.854) = 1.71 with an average pitch of the coils in the grooves at s.pp = (72 + 2x) / 7 = 10.37 (for winding according to the prototype at p.s. = 70/7 = 10.0).

Таким образом, предлагаемая обмотка характеризуются пониженным коэффициентом дифференциального рассеяния σд%, повышенным Коб и эффективнее при xопт=0,30 в Кэф=1,71 раза в сравнении с обмоткой по прототипу. Ее применение в синхронных генераторах улучшает форму кривой исходного напряжения, а, например, на статоре АД - позволяет снижать добавочные потери в стали и асинхронные моменты от гармонических поля, улучшать виброакустические характеристики, повышать КПД и cosφ1, перегрузочную способность машины.Thus, the proposed winding is characterized by a reduced coefficient of differential scattering σ d% , increased K about and more efficient at x opt = 0.30 in K eff = 1.71 times in comparison with the winding of the prototype. Its use in synchronous generators improves the shape of the initial voltage curve, and, for example, on the HF stator, it allows to reduce additional losses in steel and asynchronous moments from harmonic fields, improve vibroacoustic characteristics, increase efficiency and cosφ 1 , and overload capacity of the machine.

Claims (1)

Трехфазная одно-двухслойная электромашинная обмотка при числе плюсов 2р=2 с полюсах в z=21 c пазах, q=3,5, выполняемая из 3р равномерно смещенных на 2q=7 пазов катушечных групп с концентрическими катушками при числе витков 2wк в каждом пазу, отличающаяся тем, что каждая катушечная группа содержит по пять катушек с шагами по пазам yпi=14, 12, 10, 8, 6 и с числами витков wк, 2wк, 2wк, (1+х)wк, (1-х)wк соответственно, где с=1, 2, 3,... при значении x=0,30.Three-phase one-two-layer electric machine winding with the number of pluses 2p = 2 with poles in z = 21 with grooves, q = 3,5, made of 3p coil groups with concentric coils uniformly shifted by 2q = 7 grooves with the number of turns 2w k in each groove , characterized in that each coil group contains five coils with groove steps y pi = 14, 12, 10, 8, 6 and with the numbers of turns w k , 2w k , 2w k , (1 + x) w k , ( 1-x) w k, respectively, where c = 1, 2, 3, ... with a value of x = 0.30.
RU2004112989/09A 2004-04-27 2004-04-27 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5) RU2270509C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004112989/09A RU2270509C2 (en) 2004-04-27 2004-04-27 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004112989/09A RU2270509C2 (en) 2004-04-27 2004-04-27 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004112989A RU2004112989A (en) 2005-10-20
RU2270509C2 true RU2270509C2 (en) 2006-02-20

Family

ID=35862971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004112989/09A RU2270509C2 (en) 2004-04-27 2004-04-27 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2270509C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197319U1 (en) * 2020-01-23 2020-04-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" THREE-PHASE 12-ZONE ONE-TWO-LAYER STATOR WINDING

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с.392-393, 450. *
Технический каталог ОАО «ELDIN», Ярославль, 2002, с.30. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197319U1 (en) * 2020-01-23 2020-04-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" THREE-PHASE 12-ZONE ONE-TWO-LAYER STATOR WINDING

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004112989A (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2270509C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=21c SLOTS (q=3.5)
RU2270510C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE SINGLE/DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=2c POLES IN z=27c SLOTS (q=4.5)
RU2264028C2 (en) Double-layer fractional-slot three-phase winding
RU2267209C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=4,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2311713C2 (en) Three-phase double-layer loop winding placed in 78 slots, 2p = 34 poles
RU2312443C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER LAP WINDING PLACED IN z = 171 SLOTS, 2p = 34 POLES
RU2270505C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=84 (q=14.5)
RU2267206C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=3,5) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2340065C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN GROOVES z=225 AT 2p=56 POLES (g=75/28)
RU2335062C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=16·c POLES IN z=3(8·b+1)·c SLOTS
RU2328813C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=174·c GROOVES AT 2p=22·c POLES (q=58/11)
RU2335072C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=156·c AND z=159·c SLOTS
RU2273941C2 (en) THREE-PHASED WINDING OF ELECTRIC MACHINES AT 2p=4c POLES, z=18c GROOVES (VARIANTS)
RU2324277C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=132·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=44/13)
RU2270502C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER FRACTIONAL-PITCH (q=2.25)WINDING
RU2268538C1 (en) THREE-PHASED TWO-LAYERED ELECTRO-MECHANICAL WINDING WITH 2p=2c POLES WITHIN z=21c GROOVES
RU2270507C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=108 (q=18/5)
RU2267205C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=1,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2268537C1 (en) THREE-PHASED TWO-LAYERED ELECTRO-MECHANICAL WINDING WITH 2p=2c POLES WITHIN z=27c GROOVES
RU2335067C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=16·c POLES IN B z=3(8·b+7)·c SLOTS
RU2335064C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=26·c POLES IN z=126·c AND z = 129·c SLOTS
RU2267208C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=3,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2267851C2 (en) THREE-PHASED TWO-LAYER SPLIT (q=5,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2328807C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=90·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2267210C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=6,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES

Legal Events

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

Effective date: 20060428