RU2270515C2 - ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS - Google Patents

ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS Download PDF

Info

Publication number
RU2270515C2
RU2270515C2 RU2004104311/09A RU2004104311A RU2270515C2 RU 2270515 C2 RU2270515 C2 RU 2270515C2 RU 2004104311/09 A RU2004104311/09 A RU 2004104311/09A RU 2004104311 A RU2004104311 A RU 2004104311A RU 2270515 C2 RU2270515 C2 RU 2270515C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coils
phase
groups
electrical
coil groups
Prior art date
Application number
RU2004104311/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004104311A (en
Inventor
Турсун Абдалимович Ахунов (RU)
Турсун Абдалимович Ахунов
Лев Николаевич Макаров (RU)
Лев Николаевич Макаров
Виктор Иванович Попов (RU)
Виктор Иванович Попов
Сергей Иванович Тихонов (RU)
Сергей Иванович Тихонов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод ОАО "ELDIN" (ЭЛДИН)
Волжская государственная инженерно-педагогическая Академия - ВГИПА (Н.Новгород)
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 (Н.Новгород) filed Critical Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод ОАО "ELDIN" (ЭЛДИН)
Priority to RU2004104311/09A priority Critical patent/RU2270515C2/en
Publication of RU2004104311A publication Critical patent/RU2004104311A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2270515C2 publication Critical patent/RU2270515C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical and electromechanical engineering; three-phase induction and synchronous machines.
SUBSTANCE: proposed three-phase double-layer lap winding with 2p = 10c poles in z= 36c slots and coils grouped in row 3 2 3 2 2 repeated 3c times is made of 15c coil groups numbered 1G through 15(c)G with concentric coils at their mean slot pitch yc = 4 and also at c = 1, 2, 3 ... Novelty is that in order to reduce differential dissipation σd of electrical-machine m' = 3-band fractional-pitch (q = 12/5) lap winding, three-coil groups 1G, 3G out of groups 1G through 5G of first grouping have pitches ysi = 6, 4, 2 of coils having turn numbers (1 - x)wc, wc (1 - x)wc, and two-coil groups 2G, 4G, 5G have slot pitches y'si = 5, 3 of coils with turn numbers wc, (1 + x)wc, respectively, mentioned distribution of coils with unequal turn number being repeated in each next grouping, where x = 0.38 is index of turn number inequality of phase groups.
EFFECT: reduced differential dissipation in electrical-machine fractional-pitch lap winding.
1 cl, 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 (АД).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 (HELL).

Известны петлевые двухслойные симметричные m=3-фазные обмотки, выполняемые 2р-полюсными в z пазах из m′p катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками при их среднем шаге по пазам yп≈z/2p и 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, или m′=2m=6 - шестизонные обмотки [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-393]. Дробные обмотки при q=z/m′p=N/d и d≥4 создают гармонические МДС по ряду ν=m′k/d±1 [там же, с.450], в том числе и низшие (ν<1) при значительном возрастании дифференциального рассеяния σд, где ±k - целое число, дающее порядок гармонической ν>0 при ее прямом (+)или встречном (-) вращении.Known double-layer loop symmetric m = 3-phase windings are known, performed by 2-pole in z grooves from m′p coil groups with equal-step or concentric coils with their average pitch along grooves y p ≈z / 2p and the number of grooves per pole and phase q = z / m′p whole or fractional, where m ′ is the number of phase zones per pair of poles equal to m ′ = m = 3 — three-zone, or m ′ = 2m = 6 — six-zone windings [Voldek A.I. Electric cars. L .: Energy, 1978, S. 392-393]. Fractional windings with q = z / m′p = N / d and d≥4 create harmonic MDS in the series ν = m′k / d ± 1 [ibid, p. 450], including the lowest ones (ν <1 ) with a significant increase in differential scattering σ d , where ± k is an integer giving the order of harmonic ν> 0 with its direct (+) or counter (-) rotation.

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния σд m′=3-зонной дробной симметричной обмотки при 2р=10·с полюсах, z=36·с пазах (q=z/3p=12/5,d=5) c группировкой катушек по ряду 3 2 3 2 2 [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока/Пер. с англ. М. - Л.: ГЭИ, 1959, с.224], эквивалентной m′=6-зонной обмотке при q′=z/6p=q/2=6/5 с группировкой 2 1 1 1 1, но проще ее в изготовлении из-за вдвое меньшего числа катушечных групп, где с=1, 2, 3,... - целое число.The invention aims to reduce differential scattering σ d m ′ = 3-zone fractional symmetrical winding at 2p = 10 · with poles, z = 36 · with grooves (q = z / 3p = 12/5, d = 5) with a group of coils in a row 3 2 3 2 2 [Livshits-Garik M. Windings of AC machines / Trans. from English M. - L .: SEI, 1959, p.224], equivalent to m = 6-zone winding at q = z / 6p = q / 2 = 6/5 with the grouping 2 1 1 1 1, but it is simpler in manufacture due to half the number of coil groups, where c = 1, 2, 3, ... is an integer.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной 2-слойной обмотки при 2р=10·с, z=36·с с группировкой 3 2 3 2 2, повторяемой 3·с раза, выполняемой из 3р=15·с катушечных групп с номерами 1 Г...15(с)Г с концентрическими катушками при среднем их шаге по пазам yk=4: в группах 1Г...5Г первой группировки трехкатушечные группы 1Г, 3Г имеют шаги катушек упi=6, 4, 2 с числами витков (1-x)wk, wk, (1-x)wk, а двухкатушечные 2Г, 4Г, 5Г - у'пi=5, 3 с числами витков wk, (1+x)wk, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3,... - целое число и х=0,38.The solution of this problem is achieved by the fact that for a three-phase 2-layer winding at 2p = 10 · s, z = 36 · s with a group of 3 2 3 2 2, repeated 3 · s times, performed from 3p = 15 · s of coil groups with numbers 1 G ... 15 (s) G with concentric coils with an average groove pitch y k = 4: in groups 1G ... 5G of the first group, three-coil groups 1G, 3G have coil steps at pi = 6, 4, 2 s by the numbers of turns (1-x) w k , w k , (1-x) w k , and the double-coil 2Г, 4Г, 5Г - у ' пi = 5, 3 with the number of turns w k , (1 + x) w k , moreover, the specified distribution of unequal coils is repeated in each subsequent groups e, where c = 1, 2, 3, ... - an integer, and x = 0.38.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1, 2р=10, z=36 с номерами 1...36 и 15 катушечных группах с номерами 1Г...15Г (размечены группы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, 13Г первой фазы), чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С верхнего, X, Y, Z нижнего слоев, где зачерненные пазы содержат (2-x)wk витков при 2wk витках во всех остальных пазах, а на фиг.2 и 3 построены (по треугольной сетке) ее многоугольники МДС при х=0 (фиг.2) и х=0,5 (фиг.3). Такая m′=3-зонная обмотка соединяется обычным образом при последовательно-согласном включении групп: 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, 13Г с началом фазы из начала 1Г в фазе I; 6Г, 9Г, 12Г, 15Г, 3Г с началом из 6Г в фазе II; 11Г, 14Г, 2Г, 5Г, 8Г с началом из 11 Г в фазе III; фазы могут сопрягаться звездой или треугольником. При с=2, 3,... обмотка имеет 2р=10с=20, 30,... полюсов при z=36c=72, 108 пазах.Figure 1 shows a scan of the groove layers of the proposed winding with c = 1, 2p = 10, z = 36 with numbers 1 ... 36 and 15 coil groups with numbers 1G ... 15G (marked groups 1G, 4G, 7G, 10G (13G of the first phase), by alternating phase zones in the sequence ABC of the upper, X, Y, Z lower layers, where the blackened grooves contain (2-x) w k turns at 2w k turns in all other grooves, and in FIG. .2 and 3 are constructed (along a triangular grid) its MDS polygons at x = 0 (Fig.2) and x = 0.5 (Fig.3). This m ′ = 3-zone winding is connected in the usual way with the series-consonant inclusion of groups: 1G, 4G, 7G, 10G, 13G with the beginning of the phase from the beginning of 1G in phase I; 6G, 9G, 12G, 15G, 3G with the beginning of 6G in phase II; 11G, 14G, 2G, 5G, 8G with a start of 11 G in phase III; phases can be conjugated by a star or a triangle. At c = 2, 3, ... the winding has 2p = 10s = 20, 30, ... poles at z = 36c = 72, 108 grooves.

Для обмотки фиг.1 при q=12/5 (N=12, d=5) Упi=6, 4, 2 для трехкатушечных групп, y′пi=5,3 двухкатушечных (уk=4), обмоточный коэффициент Коб.о при равновитковых катушках (х=0) по коэффициентам укорочения Ку=sin(90°ykп) при τп=z/2p=3,6, распределения Kp=sin(60°)/Nsin(60°/N) равен Коб.оуКр=0,815464. Для неравновитковых катушек к Коб.о добавляется зависимое от показателя неравновитковости х групп фазы значение, при оси симметрии по оси 7Г и сдвигах относительно нее на ±αп=360°/z=10° групп 4Г, 10Г и ±0,5αп=5° групп 13Г, 1Г: x[0,965926(1+2cosαп)-2(0,50+0,766044)cos0,5αп]=x0,34598 при Кyi=sin(90°упiп)=0,50 (упi=6), 0,766044 (yпi=2) и 0,965926 (y′пi=3), тогда Коб при Коб.о·N=9,785569 равен:For the winding of Fig. 1 with q = 12/5 (N = 12, d = 5) Y pi = 6, 4, 2 for three-coil groups, y ′ pi = 5.3 double-coil (y k = 4), the winding coefficient K vol. at equal-coil coils (x = 0) in terms of shortening coefficients K y = sin (90 ° y k / τ p ) at τ p = z / 2p = 3.6, distribution K p = sin (60 °) / Nsin (60 ° / N) is equal to K about.o = K at K p = 0,815464. For unequal coils, a value dependent on the non- uniformity exponent x of the phase groups is added to K r.o. , for the axis of symmetry along the 7G axis and shifts of ± α p = 360 ° / z = 10 ° of the 4G, 10G and ± 0.5α p groups relative to it = 5 ° of groups 13Г, 1Г: x [0.965926 (1 + 2cosα p ) -2 (0.50 + 0.766044) cos0.5α p ] = x0.34598 at К yi = sin (90 ° at pi / τ p ) = 0.50 (for pi = 6), 0.766044 (y pi = 2) and 0.965926 (y ′ pi = 3), then K about at K about · N = 9.785569 :

Figure 00000002
Figure 00000002

Из многоугольников МДС фиг.2 и 3 (в центре показаны единичные векторы токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y) определяется по соотношениямFrom the MDS polygons of FIGS. 2 and 3 (in the center, the unit current vectors of the phase zones A-Z-B-X-C-Y are shown) is determined by the relations

Figure 00000003
Figure 00000003

коэффициент дифференциального рассеяния σд, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу ее МДС, где R2д - квадрат среднего радиуса j=1...N пазовых точек, Ro - радиус окружности для гармонической ν=1 [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по многоугольникам МДС // Электричество, 1997, №9, с.53-55]:differential scattering coefficient σ d , characterizing 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 ... N of the groove points, R o is the radius of the circle for harmonic ν = 1 [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(х)=0 вычисляется оптимальное хопт=0,38, соответствующее σд%мин: при хопт=0,38-zэ=3(N-x)=3·11,62=34,86 - эквивалентное число полностью заполненных пазов, Коб=0,85345, R2д=46,7516/12, Ro=zэKоб/рπ=34,86·0,85345/5π и σд%мин=8,60, а при х=0σд%=21,68, т.е. σд% при xопт=0,38 снижается в 21,68/8,60=2,52 раза из-за устранения низшей ν=1/5 гармонической МДС; с учетом повышения Коб ее эффективность равнаthen, according to (1) - (3), from the condition d (σ d ) / d (x) = 0, the optimal x opt = 0.38 is calculated, which corresponds to σ d% min : for x opt = 0.38-z e = 3 (Nx) = 3 · 11.62 = 34.86 - the equivalent number of completely filled grooves, K rev = 0.85345, R 2 d = 46.7516 / 12, R o = z e K rev / pπ = 34.86 0.85345 / 5π and σ d% min = 8.60, and at x = 0σ d% = 21.68, i.e. σ d% at x opt = 0.38 decreases by 21.68 / 8.60 = 2.52 times due to the elimination of the lower ν = 1/5 harmonic MDS; given the increase in K about its effectiveness is equal

Kэф=(0,85345/0,815464)(21,68/8,60)(zэ/z)=2,555.K eff = (0.85345 / 0.815464) (21.68 / 8.60) (z e / z) = 2.555.

Отметим, что m′=6-зонной обмотке при 2р=10, z=36, q=z/6p=6/5 и уп=3 соответствуют параметры Коб=0,9236, σд%=11,59, т.е. обмотка по фиг.1 при хопт=0,38 превосходит ее в 11,59/8,60=1,35 раза.We note that the m ′ = 6-zone winding at 2p = 10, z = 36, q = z / 6p = 6/5, and for n = 3, the parameters K ob = 0.9236, σ d% = 11.59, those. the winding of figure 1 with x opt = 0.38 exceeds it by 11.59 / 8.60 = 1.35 times.

Таким образом, предлагаемая m′=3-зонная обмотка характеризуется повышенным Коб, пониженным σд% и эффективнее в Кэф=2,55 раза в сравнении с равновитковой; она проще m′=6-зонной обмотки в технологичности изготовления из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп, превосходит ее по дифференциальному рассеянию в 1,35 раза.Thus, the proposed m ′ = 3-zone winding is characterized by an increased K rev , a decreased σ d% and more efficient K eff = 2.55 times in comparison with an equal-turn winding; it is simpler than the m = 6-zone winding in manufacturability due to the half as many (3p) coil groups, it exceeds its differential scattering by 1.35 times.

Claims (1)

Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при числе полюсов 2р=10·с в z=36·c пазах с группировкой катушек по ряду 3 2 3 2 2, повторяемой 3·с раза, выполняемая из 2р·с=15·с катушечных групп с номерами 1Г...15(с)Г и с концентрическими катушками при среднем их шаге по пазам yк=4, отличающаяся тем, что в катушечных группах 1Г...5Г первой группировки трехкатушечные группы 1Г, 3Г имеют шаги по пазам yпi=6, 4, 2 катушек с числами витков, (1-х)wк, wк, (1-х)wк соответственно, а двухкатушечные группы 2Г, 4Г, 5Г имеют шаги по пазам y'пi=5, 3 катушек с числами витков wк, (1+х)wк соответственно, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3,... - целое число, х=0,38 - показатель неравновитковости групп фазы.Three-phase two-layer electric machine winding with the number of poles 2p = 10 · s in z = 36 · c grooves with a grouping of coils in a row 3 2 3 2 2, repeated 3 · s times, performed from 2p · s = 15 · from the coil groups with numbers 1G ... 15 (s) G and with concentric coils with an average step along the grooves y k = 4, characterized in that in the coil groups 1G ... 5G of the first group, the three-coil groups 1G, 3G have steps along the grooves y pi = 6 , 4, 2 coils with the number of turns, (1-x) w k , w k , (1-x) w k, respectively, and the two-coil groups 2G, 4G, 5G have steps along the grooves y ' pi = 5, 3 coils with numbers of turns w k (1 + x) w to ootvetstvenno, said distribution neravnovitkovyh coils is repeated in each subsequent group, wherein a = 1, 2, 3, ... - an integer, x = 0.38 - figure neravnovitkovosti phase groups.
RU2004104311/09A 2004-02-13 2004-02-13 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS RU2270515C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104311/09A RU2270515C2 (en) 2004-02-13 2004-02-13 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104311/09A RU2270515C2 (en) 2004-02-13 2004-02-13 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004104311A RU2004104311A (en) 2005-07-27
RU2270515C2 true RU2270515C2 (en) 2006-02-20

Family

ID=35843220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004104311/09A RU2270515C2 (en) 2004-02-13 2004-02-13 ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2270515C2 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛЬ ДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с.392-393, 450. *
ЛИВШИЦ-ГАРИК М. Обмотки машин переменного тока. - М.-Л.: ГЭИ, 1959, с.224. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004104311A (en) 2005-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2270515C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=36c SLOTS
RU2270504C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=72c SLOTS
RU2270506C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=24c SLOTS
RU2270503C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=54c SLOTS
RU2270516C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=48c SLOTS
RU2267210C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=6,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2270502C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER FRACTIONAL-PITCH (q=2.25)WINDING
RU2324277C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=132·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=44/13)
RU2267851C2 (en) THREE-PHASED TWO-LAYER SPLIT (q=5,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2267205C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=1,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2264028C2 (en) Double-layer fractional-slot three-phase winding
RU2267208C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=3,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2335072C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=156·c AND z=159·c SLOTS
RU2328807C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=90·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2335074C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING IN z=141·c SLOTS AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2267204C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=4,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2312443C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER LAP WINDING PLACED IN z = 171 SLOTS, 2p = 34 POLES
RU2270508C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10, z=144(q=24/5)
RU2343618C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=186·c SLOTS WITH 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2335070C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=150·c AND z=153·c SLOTS
RU2267212C2 (en) THREE-PHASE SPLIT (q=2,75) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
RU2268527C2 (en) THREE-PHASED TWO-LAYERED ELECTRO-MECHANICAL WINDING WITH 2p=14c POLES WITHIN z=75c GROOVES
RU2268532C2 (en) THREE-PHASED TWO-LAYERED ELECTRO-MECHANICAL WINDING WITH 2p=14p POLES WITHIN z=54c GROOVES
RU2335062C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=16·c POLES IN z=3(8·b+1)·c SLOTS
RU2335075C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=26·c POLES IN z=96·c AND z=99·c SLOTS

Legal Events

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

Effective date: 20060214