RU2275729C1 - Electrical machine winding - Google Patents
Electrical machine winding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2275729C1 RU2275729C1 RU2004129946/09A RU2004129946A RU2275729C1 RU 2275729 C1 RU2275729 C1 RU 2275729C1 RU 2004129946/09 A RU2004129946/09 A RU 2004129946/09A RU 2004129946 A RU2004129946 A RU 2004129946A RU 2275729 C1 RU2275729 C1 RU 2275729C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- rods
- core
- jumpers
- conductors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, конструкциям статоров и роторов машин переменного тока. Оно может быть использовано при проектировании и производстве электрических машин переменного тока со значительными числом полюсов.The invention relates to electric machines, structures of stators and rotors of AC machines. It can be used in the design and manufacture of AC electric machines with a significant number of poles.
Известны волновые стержневые обмотки электрических машин (Вольдек А.И. Электрические машины. Л., 1978, с.497-409). Она включает стержни, расположенные в верхней части пазов сердечника, образующие верхний слой обмотки, и стержни, расположенные в нижних частях пазов сердечника, образующие нижний слой обмотки, проводники лобовых частей, расположенные по торцам сердечника, включающие проводники между стержнями каждой катушки и проводники для соединения катушечных групп, а также проводники выводов фаз обмотки. Лобовые части обмотки являются жесткими и не имеют межвитковой изоляции. Однако вылет лобовых частей обмотки очень велик.Known wave rod windings of electrical machines (Voldek A.I. Electrical machines. L., 1978, S. 497-409). It includes rods located in the upper part of the grooves of the core, forming the upper layer of the winding, and rods located in the lower parts of the grooves of the core, forming the lower layer of the winding, conductors of the frontal parts located at the ends of the core, including conductors between the rods of each coil and conductors for connection coil groups, as well as conductors of the terminals of the winding phases. The frontal parts of the winding are rigid and do not have inter-turn isolation. However, the overhang of the frontal parts of the winding is very large.
Известна обмотка электрической машины (ротора) (патент РФ №2152117, RU БИПМ №18, 27.06.2000), содержащая в пазах сердечника электрически изолированные проводники-стержни, соединенные короткозамыкающими кольцами - лобовыми частями обмотки, выполненными из элементарных короткозамыкающих колец. Изобретение позволяет снизить электрические потери в короткозамкнутой обмотке ротора от высших временных гармоник напряжения при питании машины от источника несинусоидального напряжения.Known winding of an electric machine (rotor) (RF patent No. 2152117, RU BIPM No. 18, 06/27/2000), containing in the grooves of the core electrically insulated conductors-rods connected by short-circuit rings - frontal parts of the winding made of elementary short-circuit rings. The invention allows to reduce electrical losses in the short-circuited rotor winding from higher time voltage harmonics when the machine is powered from a non-sinusoidal voltage source.
Недостатком этой обмотки является возможность ее использования только в машинах с короткозамкнутым ротором.The disadvantage of this winding is the possibility of its use only in machines with a squirrel-cage rotor.
Известна также обмотка электрической машины (Лыткин В.В. Способ организации лобовых частей электрических машин с минимальным осевым вылетом. Вестник УГТУ №5(25), Екатеринбург, 2003. с.190-193), наиболее близкая к предложенной. Она также включает стержни, расположенные в верхней части пазов сердечника, образующие верхний слой обмотки, и стержни, расположенные в нижних частях пазов сердечника, образующие нижний слой обмотки, проводники лобовых частей, расположенные по торцам сердечника, включающие проводники между стержнями каждой катушки и проводники для соединения катушечных групп, а также проводники выводов фаз обмотки.Also known is the winding of an electric machine (Lytkin V.V. A method for organizing the frontal parts of electric machines with a minimum axial reach. Vestnik UGTU No. 5 (25), Yekaterinburg, 2003. p.190-193), which is closest to the proposed one. It also includes rods located in the upper part of the grooves of the core, forming the upper layer of the winding, and rods located in the lower parts of the grooves of the core, forming the lower layer of the winding, conductors of the frontal parts located at the ends of the core, including conductors between the rods of each coil and conductors for connections of coil groups, as well as conductors of the terminals of the winding phases.
Для сокращения вылета лобовых частей обмотки делается изгиб стержней при выходе из пазов в плоскости, перпендикулярной оси вращения, вдоль радиусов по направлению к наружному диаметру сердечника статора (обмотка статора) или к оси вращения (для обмотки фазного ротора). Каждый стержень обмотки, выходя из паза на некотором расстоянии от торца сердечника статора (ротора), определяемом по классу напряжения, дважды сгибается по линии, проходящей под углом в 45 градусов к оси стержня вдоль его широкой стороны. Благодаря тому, что стержень сгибается по своей широкой стороне, вероятность повреждения изоляции стержней обмотки существенно ниже, чем при изгибе стержней на ребро, как это происходит в катушках обычной конструкции при переходе от верхнего стержня к нижнему. После второго изгиба стержень находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения, и располагается вдоль радиальной линии. При этом расстояние между линиями сгиба выбирается таким образом, чтобы после двух изгибов стержень проходил под стержнем, расположенным в соседнем пазу. После этого стержень изгибается плашмя, либо по дуге окружности, либо по прямой и образует лобовую часть обмотки. Затем после двух таких же изгибов, идущих в обратном порядке, стержень переходит в соответствующий шагу обмотки паз. Для стержней, проводники в которых находятся в горизонтальном положении, лобовая часть формируется уже после двух изгибов.To reduce the departure of the frontal parts of the winding, the rods are bent when they exit the grooves in a plane perpendicular to the axis of rotation along radii towards the outer diameter of the stator core (stator winding) or to the axis of rotation (for winding the phase rotor). Each winding rod, coming out of the groove at some distance from the end face of the stator core (rotor), determined by the voltage class, bends twice along a line passing at an angle of 45 degrees to the axis of the rod along its wide side. Due to the fact that the rod bends along its wide side, the probability of damage to the insulation of the winding rods is significantly lower than when the rods bend to the rib, as happens in coils of a conventional design when moving from the upper rod to the lower one. After the second bend, the rod is in a plane perpendicular to the axis of rotation, and is located along the radial line. In this case, the distance between the fold lines is selected so that after two bends the rod passes under the rod located in the adjacent groove. After that, the rod bends flat, either along an arc of a circle, or in a straight line and forms the frontal part of the winding. Then, after two of the same bends, going in the opposite order, the rod goes into the groove corresponding to the step of the winding. For rods in which the conductors are in a horizontal position, the frontal part is formed after two bends.
Недостатком этой обмотки является значительный вылет лобовых частей, сложная технология ее изготовления, возможность изготовления только концентрических обмоток.The disadvantage of this winding is a significant overhang of the frontal parts, the complex technology of its manufacture, the possibility of manufacturing only concentric windings.
Цель изобретения - уменьшение вылета лобовых частей обмотки, упрощение технологии ее изготовления, экономия материала (например, меди).The purpose of the invention is to reduce the departure of the frontal parts of the winding, simplifying the technology of its manufacture, saving material (for example, copper).
Поставленная цель достигается тем, что в обмотке электрической машины, включающей стержни, расположенные в верхней части пазов сердечника ближе к зубцовой поверхности сердечника, образующие верхний слой обмотки, и стержни, расположенные в нижних частях пазов сердечника ближе к ярму сердечника, образующие нижний слой обмотки, проводники лобовых частей, расположенные по торцам сердечника, включающие электрически изолированные проводники между стержнями катушек обмотки и электрически изолированные проводники для соединения катушечных групп, а также электрически изолированные проводники выводов фаз обмотки, по крайней мере большинство проводников лобовых частей выполнены в виде перемычек, площади сечения которых в местах их соединения со стержнями меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения соединяемых стержней обмотки, причем места соединений упомянутых перемычек со стержнями верхнего слоя обмотки расположены со стороны зубцовой поверхности сердечника, а места соединений этих перемычек со стержнями нижнего слоя обмотки расположены со стороны ярма сердечника, при этом проводники выводов фаз обмотки также имеют площади сечения в местах их соединения со стержнями меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения стержней, с которыми они соединены.This goal is achieved by the fact that in the winding of an electric machine, including rods located in the upper part of the grooves of the core closer to the tooth surface of the core, forming the upper layer of the winding, and rods located in the lower parts of the grooves of the core closer to the yoke of the core, forming the lower layer of the winding, conductors of the frontal parts located at the ends of the core, including electrically insulated conductors between the terminals of the winding coils and electrically insulated conductors for connecting the coil groups, as well as electrically insulated conductors of the outputs of the winding phases, at least most of the conductors of the frontal parts are made in the form of jumpers, the cross-sectional areas of which at the points of their connection with the rods are less than the cross-sectional area of the connected winding rods averaged over the length of the groove, and the joints of the said jumpers the rods of the upper layer of the winding are located on the side of the tooth surface of the core, and the joints of these jumpers with the rods of the lower layer of the winding are located on the side of the core, while the conductors of the terminals of the winding phases also have cross-sectional areas at their junctions with the rods less than the cross-sectional area averaged over the length of the groove of the rods with which they are connected.
Кроме того, упомянутые перемычки между стержнями катушек выполнены в виде двух колец катушечных перемычек, включающих чередующиеся в поперечном сечении этих колец проводящие электрический ток слои и слои изоляции, механически прочно связанные между собой. При этом проводники выводов фаз обмотки выполнены как единое целое со стержнями, с которыми они соединяются.In addition, the said jumpers between the coil rods are made in the form of two rings of coil jumpers, including alternating electrical conductive layers and insulation layers alternating in the cross section of these rings, mechanically firmly interconnected. In this case, the conductors of the conclusions of the phases of the winding are made as a single unit with the rods with which they are connected.
Кроме того, с целью лучшего охлаждения между не соединенными со стержнями поверхностями колец катушечных перемычек и торцевыми, не соединенными с катушечными перемычками поверхностями сердечника со стержнями выполнен воздушный зазор.In addition, for the purpose of better cooling, an air gap is made between the surfaces of the rings of the coil bridges not connected to the rods and the end surfaces of the core and the rods not connected to the coil bridges.
Пример конкретного выполнения изобретения иллюстрируется фиг.1, 2, 3, 4, 5.An example of a specific implementation of the invention is illustrated in figures 1, 2, 3, 4, 5.
На фиг.1 показан сектор активной части статора машины переменного тока с предложенной обмоткой. Он включает пазы 1, 2, 3, 4, 5 сердечника 6, в которых расположен верхний слой обмотки со стержнями 7, 8, 9, 10, 11 и нижний слой обмотки со стержнями 12, 13, 14, 15, 16. Эти стержни разделяет межслойная изоляция 17, показанная в пазах утолщенной пунктирной линией. Показаны катушечные перемычки 18, 19, слой изолирующего материала 20 и катушечная перемычка 21. Стержни 10 и 12 соединяет перемычка 19, площади сечения которой в местах соединения со стержнями заштрихованы и примерно в двое меньше площадей поперечного сечения стержней 10 и 12. Аналогично выполнены перемычки 18, 21 и др., соединяющие стержни катушек.Figure 1 shows the sector of the active part of the stator of an alternating current machine with the proposed winding. It includes
Как видно из фиг.1, места соединения перемычек со стернями верхнего слоя обмотки расположены со стороны поверхности 22 зубцового слоя сердечника 6, а места соединения перемычек со стержнями нижнего слоя обмотки расположены со стороны ярма 23 этого сердечника. Этим достигается образование места над стержнями по торцам сердечника, в котором располагаются катушечные перемычки лобовых частей обмотки.As can be seen from figure 1, the junction of the jumpers with stubs of the upper layer of the winding are located on the side of the
На фиг.1 показана также перемычка 24 для соединения катушечных групп. Как видно, заштрихованные площади сечения в местах соединения ее со стержнями 13, 16 почти в 2 раза меньше площадей поперечного сечения стержней.Figure 1 also shows a
Выводы фаз обмотки в местах соединения со стержнями имеют площади сечения почти в 2 раза меньше площадей поперечного сечения стержней, например, вывод фазы В (фиг.1), соединенный со стержнем 11.The conclusions of the phases of the winding at the junction with the rods have a cross-sectional area of almost 2 times less than the cross-sectional area of the rods, for example, the output of phase B (Fig. 1) connected to the
Между катушечными перемычками имеются слои изоляции, например (фиг.1) слой 25 - между перемычками 18 и 19, обозначенные утолщенными линиями. Имеются слои изоляции между катушечными перемычками и перемычками для соединения катушечных групп, например слой 26. Имеются также слои изоляции между катушечными перемычками и проводниками выводов фаз обмотки, например слой 27. Стержни изолированы от сердечника.Between the coil jumpers there are layers of insulation, for example (Fig. 1) layer 25 - between the
На фиг.2 показана схема обмотки, соответствующая предложенной конструкции обмотки. Нумерация пазов соответствует фиг.1. Здесь n - число пазов сердечника. Обозначения соответствуют технической литературе, например - Вольдек А.И. Электрические машины. Л., 1978, с.497-499.Figure 2 shows a diagram of the winding corresponding to the proposed design of the winding. The numbering of the grooves corresponds to figure 1. Here n is the number of grooves in the core. Designations correspond to the technical literature, for example, A. Voldek. Electric cars. L., 1978, p. 497-499.
На фиг.3 представлен вид статора с кольцами катушечных перемычек 28, 29 и выводами обмотки статора А, В, С. Воздушный зазор между не соединенными со стержнями поверхностями колец 28, 29 катушечных перемычек и торцевыми, не соединенными с катушечными перемычками поверхностями сердечника 6 со стержнями обозначен δл. Конструкция кольца 28 аналогична конструкции кольца 29, показанной на фиг.1.Figure 3 presents a view of the stator with the rings of the
На фиг.4 представлен вид разреза А-А, соответствующий фиг.1. Показаны чередующиеся проводящие слои 18, 19, 21 и слои изоляции 20, 25. Нижние торцевые поверхности перемычек 18, 21 соединяют (например, методом пайки) с торцевыми поверхностями стержней 9, 14. Аналогично соединяются с катушечными перемычками колец 28, 29 и остальные стержни обмотки.Figure 4 presents a view of section aa, corresponding to figure 1. Shown are alternating
На фиг.5 показано выполнение выводов предложенной обмотки. Для механической прочности выводы выполнены как единое целое со стержнями. Например, вывод В выполнен как единое целое со стержнем 11, расположенным в пазу сердечника 6.Figure 5 shows the implementation of the findings of the proposed winding. For mechanical strength, the findings are made as a unit with the rods. For example, terminal B is made as a unit with the
Таким образом, предложенная обмотка электрической машины позволяет выполнить соединения между стержнями по кратчайшему расстоянию между ними, что позволяет уменьшить до минимума вылет лобовых частей электрических машин с такими обмотками.Thus, the proposed winding of an electric machine allows you to make connections between the rods at the shortest distance between them, which allows to minimize the outflow of the frontal parts of electric machines with such windings.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004129946/09A RU2275729C1 (en) | 2004-10-15 | 2004-10-15 | Electrical machine winding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004129946/09A RU2275729C1 (en) | 2004-10-15 | 2004-10-15 | Electrical machine winding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004129946A RU2004129946A (en) | 2006-03-27 |
RU2275729C1 true RU2275729C1 (en) | 2006-04-27 |
Family
ID=36388585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004129946/09A RU2275729C1 (en) | 2004-10-15 | 2004-10-15 | Electrical machine winding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2275729C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483413C2 (en) * | 2007-08-03 | 2013-05-27 | Альстом Текнолоджи Лтд | Electric machine, in particular, three-phase asynchronous hydrogenerator |
RU2509402C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Winding of electric machine |
RU2526835C2 (en) * | 2012-08-03 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient electrical machine |
RU2558672C2 (en) * | 2013-11-26 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient asynchronous machine |
RU2658903C2 (en) * | 2015-10-05 | 2018-06-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient electric machine with non-traditional electromagnetic nucleus |
RU2663207C1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-08-02 | Общество с ограниченной ответственностью "СовЭлМаш" | Device for connecting electrical elements of electric rotary machine |
DE102017207885A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Continental Automotive Gmbh | Stator for an electric machine and electric machine |
RU2778350C1 (en) * | 2021-10-14 | 2022-08-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Stator of an ac machine with compact winding and method for manufacture thereof |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568186C2 (en) * | 2014-03-12 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Economic double-layer winding of electrical machine |
-
2004
- 2004-10-15 RU RU2004129946/09A patent/RU2275729C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с.409-497. * |
Лыткин В.В. Способ организации лобовых частей электрических машин с минимальным осевым вылетом. Вестник УГТУ, №5(25), Екатеринбург, 2003, с.190-193. * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483413C2 (en) * | 2007-08-03 | 2013-05-27 | Альстом Текнолоджи Лтд | Electric machine, in particular, three-phase asynchronous hydrogenerator |
RU2526835C2 (en) * | 2012-08-03 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient electrical machine |
RU2509402C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Winding of electric machine |
RU2558672C2 (en) * | 2013-11-26 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient asynchronous machine |
RU2658903C2 (en) * | 2015-10-05 | 2018-06-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient electric machine with non-traditional electromagnetic nucleus |
DE102017207885A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Continental Automotive Gmbh | Stator for an electric machine and electric machine |
DE102017207885B4 (en) * | 2017-05-10 | 2021-05-12 | Vitesco Technologies GmbH | Electric machine stator and electric machine |
RU2663207C1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-08-02 | Общество с ограниченной ответственностью "СовЭлМаш" | Device for connecting electrical elements of electric rotary machine |
RU2778350C1 (en) * | 2021-10-14 | 2022-08-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Stator of an ac machine with compact winding and method for manufacture thereof |
RU2792760C1 (en) * | 2022-07-06 | 2023-03-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Integrated collector machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004129946A (en) | 2006-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5791805B2 (en) | Rotating electric machine and manufacturing method thereof | |
KR102366731B1 (en) | Winding for a rotating electrical machine and method for desigining such a winding | |
JP6120987B2 (en) | Armature of electric machine | |
US9859764B2 (en) | Rotary electric machine with distributed armature winding | |
EP1153470B1 (en) | Brushless doubly-fed induction machines employing dual cage rotors | |
JP5221520B2 (en) | Small motor and manufacturing method thereof | |
JP5924710B2 (en) | Rotating electric machine | |
US10164490B2 (en) | Rotary electric machine and manufacturing method therefor | |
JPH0739097A (en) | Motor | |
US20080088196A1 (en) | Electric rotating machine | |
RU2275729C1 (en) | Electrical machine winding | |
US7911106B2 (en) | Rotary electric machine | |
JP2006512033A (en) | Electric motor winding | |
JP2001275288A (en) | Stator of motor | |
RU2526835C2 (en) | Energy-efficient electrical machine | |
JP2006197674A (en) | Stator for three-phase rotary electric machine | |
RU2509402C1 (en) | Winding of electric machine | |
KR100793807B1 (en) | Winding method for 3 phases and multiple poles motor and the motor using the same | |
JP4979605B2 (en) | Rotating electric machine | |
US20200358331A1 (en) | Electrical connection kit, associated stator and rotating electrical machine | |
RU199115U1 (en) | FAIL-SAFE FIVE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR WITH COMBINATION WINDING | |
JP2003143821A (en) | Induction motor | |
RU2602511C1 (en) | Energy-efficient electrical machine with compact end parts of winding | |
US1238321A (en) | Rotor-winding for asynchronous machines. | |
RU2226026C2 (en) | Stator winding of high-voltage ac machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061016 |