RU2293422C2 - ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 39c SLOTS - Google Patents
ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 39c SLOTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293422C2 RU2293422C2 RU2004124491/09A RU2004124491A RU2293422C2 RU 2293422 C2 RU2293422 C2 RU 2293422C2 RU 2004124491/09 A RU2004124491/09 A RU 2004124491/09A RU 2004124491 A RU2004124491 A RU 2004124491A RU 2293422 C2 RU2293422 C2 RU 2293422C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- groups
- coil groups
- coils
- winding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока - асинхронных двигателей (АД) и синхронных генераторов (СГ).The invention relates to three-phase windings of electrical AC machines - asynchronous motors (HELL) and synchronous generators (SG).
Известны петлевые двухслойные m=3-фазные дробные обмотки, выполняемые при 2р полюсах в z пазах из m′p катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками при среднем шаге по пазам yк≈z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/m′p=b+c/d, где m′=2m=6 или m′=m=3 - число фазных зон на пару полюсов, c/d<1; по условиям симметрии отношения 2p/d - целые, d/m - нецелые [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-394].Known two-layer loop m = 3-phase fractional windings are known, performed at 2p poles in z grooves from m′p coil groups with equal-step or concentric coils with an average pitch of grooves y to ≈z / 2p, the number of grooves per pole and phase q = z / m′p = b + c / d, where m ′ = 2m = 6 or m ′ = m = 3 is the number of phase zones per pair of poles, c / d <1; according to symmetry conditions, the 2p / d ratios are integer, d / m are non-integer [Voldek A.I. Electric cars. L .: Energy, 1978, S. 392-394].
Группировки катушек в группах дробных несимметричных (d/m - целое) обмоток задаются рядами и зависят от c/d [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока./Пер. с англ. Л.: ГЭИ,1959, с.254], например 5 4 4 4 4 5 4 5 4 для q=13/3; из-за несимметрии фаз возрастает дифференциальное рассеяние.Grouping coils in groups of fractional asymmetric (d / m - integer) windings are given in rows and depend on c / d [Livshits-Garik M. Windings of AC machines. / Per. from English L .: SEI, 1959, p. 254], for example 5 4 4 4 4 5 4 5 4 for q = 13/3; Due to phase asymmetry, differential scattering increases.
В изобретении ставится задача снижения коэффициентов несимметрии, дифференциального рассеяния несимметричной m′=3-зонной обмотки при q=13/3.The invention aims to reduce the asymmetry coefficients, differential scattering of an asymmetric m ′ = 3-zone winding at q = 13/3.
Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной несимметричной пробной обмотки при 2р=6с полюсах в z=39с пазах, выполняемой двуслойной m′=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3р=13/3 из 3рс катушечных групп 1Г...9Г с группировкой 5 4 4 4 4 5 4 5 4, повторяемой с раз:The solution of this problem is achieved by the fact that for m = 3-phase asymmetric test winding with 2p = 6s poles in z = 39s grooves, a two-layer m ′ = 3-zone with the number of grooves per pole and phase q = z / 3p = 13 / 3 of 3pc coil groups 1G ... 9G with a group of 5 4 4 4 4 5 4 5 4, repeated with time:
концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=10-2(i-1) с числами витков (1-х)wк катушек с i=1, 5 и (1+х)wк катушки с i=3 для групп пятикатушечных 1Г, 6Г, 8Г, у′пi=9-2(i′-1) с числом витков (1+x)wк катушки с i′=2 для всех четырехкатушечных групп при (1-х)wк витках катушки с i′=4 групп в 3Г, 4Г, 7Г, 9Г, а для групп 2Г, 5Г при yп=6-(1-x)wк витках катушки с i'=4 в 2Г и с i'=1 в 5Г при wк в остальных катушках групп, где с=1, 2, 3,..., i=1...5 и i'=1...4 - номера катушек в группах, начиная с наружной, х=0,5, а 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.concentric coils have groove steps y pi = 10-2 (i-1) with numbers of turns (1-x) w to coils with i = 1, 5 and (1 + x) w to coils with i = 3 for five-coil groups 1Г, 6Г, 8Г, у pi = 9-2 (i'-1) with the number of turns (1 + x) w to the coil with i ′ = 2 for all four-coil groups with (1) w to the turns of the coil with i ′ = 4 groups in 3G, 4G, 7G, 9G, and for groups 2G, 5G with y n = 6- (1-x) w to the coil turns with i '= 4 in 2G and with i' = 1 in 5G when w to in the other coils of the groups, where c = 1, 2, 3, ..., i = 1 ... 5 and i '= 1 ... 4 are the numbers of coils in the groups, starting from the outer, x = 0 , 5, and 2w to - the number of turns of grooves, completely filled with a winding.
На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1, 2р=6, z=39 с номерами 1...39 снизу, 3р=9 группах с номерами 1Г...9Г сверху, чередованиями фазных зон А-В-С верхнего, X-Y-Z нижнего слоев и зачерненные пазы содержат (2-х)wк витков при 2wк витках в остальных пазах, а снизу размечены сдвиги осей групп; на фиг.2 построена диаграмма сдвигов групп, их ЭДС фаз ЕА, ЕВ, ЕС относительно оси симметрии 8Г; на фиг.3, 4 по треугольной сетке построены многоугольники МДС обмотки для катушек равно- (фиг.3) и неравновитковых (фиг.4). Обмотка (фиг.1) соединяется при последовательно-согласном включении групп: 1Г, 4Г, 7Г в фазе I, 2Г, 5Г, 8Г в фазе II, 3Г, 6Г, 9Г в фазе III c началами из 1Г, 2Г, 3Г; фазы могут сопрягаться в Y и Δ. При с=2, 3,... обмотка имеет 2р=6с=12, 18,... полюсов, z=39с=78, 117,... пазов и 3рс=18, 27,... групп.Figure 1 shows a scan of the groove layers of the proposed winding with c = 1, 2p = 6, z = 39 with numbers 1 ... 39 from the bottom, 3p = 9 groups with numbers 1G ... 9G from above, alternating phase zones A-B - From the upper, XYZ lower layers and the blackened grooves contain (2) w to turns at 2w to turns in the remaining grooves, and the shifts of the axes of the groups are marked from below; figure 2 is a diagram of the shifts of groups, their EMF phases E A , E B, E With respect to the axis of symmetry 8G; figure 3, 4 on a triangular grid constructed polygons of the MDS winding for coils equal- (figure 3) and unequal (figure 4). The winding (Fig. 1) is connected in series-consonant inclusion of groups: 1G, 4G, 7G in phase I, 2G, 5G, 8G in phase II, 3G, 6G, 9G in phase III with beginnings of 1G, 2G, 3G; phases can mate in Y and Δ. With c = 2, 3, ... the winding has 2p = 6s = 12, 18, ... poles, z = 39s = 78, 117, ... grooves and 3pc = 18, 27, ... groups.
Для обмотки (фиг.1) ЭДС групп определяются по коэффициентам укорочения концентрических катушек Kyi=sin(90yпi/τп)=sin(180°упi/13) при полюсном делении τп=z/2р=6,5; Кyi=(1-х)0,663123 (упi=10), (1+х)0,992709 (упi=6), (1-х)0,464723 (упi=2) при Ег.б=3,878555-х0,135137 для групп пятикатушечных (больших), (1+х)0,992709 (y′пi=7) (1-х)0,663123 (у′пi=3) при Ег.м=3,413832+х0,329586 групп 3Г, 4Г, 7Г, 9Г четырехкатушечных (малых). Диаграмма фиг.2 построена для 2р=6, z=39. αп=360°/z=120°/13 и углах сдвигов осей групп по фиг.1: 8Г→9Г=4,5αпр=120°+0,5αп и 8Г→7Г=240°-0,5αп; 8Г-1Г=9αпp=240°+αп и 8Г→6Г=120°-αп; 8Г→2Г=13,5αпp=360°+1,5αп и 8Г→5Г=360°-1,5αп; 8Г→3Г=17,5αпр=120°+0,5αп и 8Г→4Г=240°-0,5αп, по которой: EВ=E8Г(б)+2E2Г(м)cos1,5αп=10,50782+x0,6647423 - вертикальный вектор, где для неконцентрических групп 2Г, 5Г - 2х[cos1,5αп-cos(1,5-1,5·3)αп]=+x0,79988; Е2 А=(2Е4Г(м))2+Е2 1Г(б)-4Е4Г(м)Е1Г(б)cos(180°-1,5αп) - по теореме косинусов и при х=0 - ЕА=ЕС=10,6341, угол γ (фиг.2) определяется по теореме синусов Е4Г/sinγ=EA/sin(180°-1,5αп), откуда γ=8,8387° и тогда углы сдвигов фазных ЭДС равны φBA=φBC=120°-αп+γ=119,6079 и φAC=120,7841°. По фазным ЭДС и углам сдвигов определяются линейные ЭДС а=ЕBA=b=ЕBC=18,2733, с=ЕAC=18,4911 и тогда по выражениям: S=а+b+с, А=(а2+b2+с2)/6, Kнес%=(F/D) [Петров Г.Н. Электрические машины, ч.2. Асинхронные и синхронные машины. М.-Л.: ГЭИ, 1963, с.162] вычисляется коэффициент несимметрии Кнес%=0,79% при Коб=(ЕАС+2ЕВА)/·39=0,8148.For winding (1) groups EMF determined by the coefficients of shortening concentric coils K yi = sin (90y pi / τ n) = sin (pi at 180 ° / 13) with the pole pitch τ p = z / 2p = 6.5; By yi = (1-x) 0.663123 (y pi = 10), (1 + x) 0.992709 (y pi = 6), (1-x) 0.464723 (y pi = 2) at E r .b = 3.878555-x0.135137 for groups of five-coil (large), (1 + x) 0.992709 (y ′ pi = 7) (1-x) 0.663123 (y ′ pi = 3) with E g .m = 3.413832 + h0,329586 groups 3G, 4G, 7G, 9G chetyrehkatushechnyh (small). The diagram of Fig. 2 is constructed for 2p = 6, z = 39. α p = 360 ° / z = 120 ° / 13 and the shift angles of the axes of the groups of FIG. 1: 8G → 9G = 4.5α p p = 120 ° + 0.5α p and 8G → 7G = 240 ° -0.5α n ; 8G-1G = 9α p p = 240 ° + α p and 8G → 6G = 120 ° -α p ; 8G → 2G = 13.5α p p = 360 ° + 1.5α p and 8G → 5G = 360 ° -1.5α p ; 8G → 3G = 17.5α p p = 120 ° + 0.5α p and 8G → 4G = 240 ° -0.5α p , according to which: E B = E 8G (b) + 2E 2G (m) cos1.5α n = 10,50782 + x0,6647423 is the vertical vector, where for non-concentric groups 2G, 5G - 2x [cos1,5α n -cos (1,5-1,5 · 3) α n ] = + x0,79988; E 2 A = (2E 4G (m) ) 2 + E 2 1G (b) -4E 4G (m) E 1G (b) cos (180 ° -1.5α n ) - by the cosine theorem and for x = 0 - E A = E c = 10.6341, the angle γ (2) is defined by the sine theorem E 4G / sinγ = E A / sin (180 ° -1,5α n) where γ = 8,8387 ° angles and then the phase EMF shifts are φ BA = φ BC = 120 ° -α p + γ = 119.6079 and φ AC = 120.7841 °. From the phase EMF and shear angles, the linear EMF a = E BA = b = E BC = 18.2733, c = E AC = 18.4911 are determined and then by the expressions: S = a + b + c, A = (a 2 + b 2 + c 2 ) / 6, K carried% = (F / D) [Petrov G.N. Electric cars, part 2. Asynchronous and synchronous machines. M.-L.: SEI, 1963, p.162] the asymmetry coefficient is calculated K carried% = 0.79% at K about = (E AC + 2E VA ) / 39 = 0.8148.
Подобным образом для неравновитковой обмотки по фиг.1 при х=0,5: ЕВ=10,8402, ЕА=ЕС=10,8957, γ=9,0446°, φВА=φВС=119,8138°, φАС=120,3724°, а=ЕВА=b=ЕВС=18,8062, с=ЕАС=18,9073, Кнес%=0,35, Kоб=(EАС+2EВА)(z-3x)=0,8702 и z'=39-3x=37,5 - эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, т.е. она имеет больший Коб и меньший Кнес% (в 0,79/0,35=2,26 раза).Similarly, for the non-uniform winding of FIG. 1 at x = 0.5: E B = 10.8402, E A = E C = 10.8957, γ = 9.0446 °, φ VA = φ BC = 119.8138 ° , φ AC = 120.3724 °, a = E BA = b = E BC = 18.8062, c = E AC = 18.9073, K carried% = 0.35, K rev = (E AC + 2E VA ) (z-3x) = 0.8702 and z '= 39-3x = 37.5 is the equivalent number of grooves completely filled by the winding, i.e. it has a larger K about and a smaller K carried% (0.79 / 0.35 = 2.26 times).
Из многоугольников МДС фиг.3, 4 (с единичными векторами токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y в центре) по треугольной сетке и соотношениямFrom the MDS polygons of Figs. 3, 4 (with unit current vectors of phase zones A-Z-B-X-C-Y in the center) according to a triangular grid and the relations
определяется коэффициент дифференциального рассеяния σД%, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу МДС при квадрате среднего радиуса j=1...z пазовых точек R2 д, радиусе Ro 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 the MDS with the square of the average radius j = 1 ... z of the groove points R 2 d , the radius R o of the circle for the main harmonic [Popov V. Determination and optimization of the parameters of three-phase windings along the MDS polygons // Electricity, 1997, No. 9, p. 53-55]:
По (1)-(2): при x=0, Коб=0,8148 - R2 д=477/39, Ro=39·0,8184/3π и σД%=7,60; при х=0,5 и Коб=0,8702 - R2 д=486,75/39, Ro=37,5·0,8702/3π, σД%=4,11%, т.е. σД% снижается в 7,60/4,11=1,85 раза. С учетом изменений Коб, Кнес%, σд% обмотка по фиг.1 при х=0,5 имеет высокую эффективность Кэф=(0,8708/0,8148)(0,79/0,35)(7,60/4,11)(37,5/39)=4,3; при оптимальном х=хопт достигается Кнес=0.According to (1) - (2): at x = 0, K rev = 0.8148 - R 2 d = 477/39, R o = 39 · 0.8184 / 3π and σ D% = 7.60; at x = 0.5 and K rev = 0.8702 - R 2 d = 486.75 / 39, R o = 37.5 · 0.8702 / 3π, σ D% = 4.11%, i.e. σ D% decreases by 7.60 / 4.11 = 1.85 times. Given the changes in K about , K carried% , σ d%, the winding of Fig. 1 with x = 0.5 has a high efficiency K eff = (0.8708 / 0.8148) (0.79 / 0.35) (7 60 / 4.11) (37.5 / 39) = 4.3; at optimal x = x opt , K nes = 0 is achieved.
Предлагаемая m′=3-зонная обмотка, в сравнении с m′=6-зонной при z=39, 2р=6, q=z/6р=13/6, уп=5, группировке 322222232222223222, Коб=0,8912, Кнес%=0,43 и σД%=4,27, имеет пониженные Кнес и σД при вдвое меньшем числе групп.The proposed m ′ = 3-zone winding, in comparison with m ′ = 6-zone at z = 39, 2p = 6, q = z / 6p = 13/6, for n = 5, grouping 322222232222223222, К ob = 0, 8912, K carried% = 0.43 and σ D% = 4.27, has reduced K carried and σ D with half as many groups.
Ее применение позволяет снижать добавочные потери в роторе и магнитные шумы в АД с к. з. ротором, улучшать форму кривой напряжения в СГ.Its application allows to reduce additional losses in the rotor and magnetic noise in the blood pressure with short-circuit rotor, improve the shape of the voltage curve in the SG.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004124491/09A RU2293422C2 (en) | 2004-08-10 | 2004-08-10 | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 39c SLOTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004124491/09A RU2293422C2 (en) | 2004-08-10 | 2004-08-10 | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 39c SLOTS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004124491A RU2004124491A (en) | 2006-01-27 |
RU2293422C2 true RU2293422C2 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=36047545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004124491/09A RU2293422C2 (en) | 2004-08-10 | 2004-08-10 | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 39c SLOTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293422C2 (en) |
-
2004
- 2004-08-10 RU RU2004124491/09A patent/RU2293422C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с.392-394. * |
ЛИВШИЦ-ГАРИК М. Обмотки машин переменного тока. - Л.: ГЭИ, 1959, с.254. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004124491A (en) | 2006-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2293422C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 39c SLOTS | |
RU2298869C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES IN z = 42c SLOTS | |
RU2293423C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 33c SLOTS | |
RU2293427C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE SLOT-PITCH WINDING WITH 2p = 6c POLES IN z = 21c SLOTS | |
RU2293426C2 (en) | ASYMMETRIC FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 57c SLOTS | |
RU2293419C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 51c SLOTS | |
RU2293424C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 30c SLOTS | |
RU2293421C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 66c SLOTS | |
RU2293418C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 48c SLOTS | |
RU2293425C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES IN z = 60c SLOTS | |
RU2328814C2 (en) | THREE-PHASE NON-SYMMETRIC FRACTIONAL WINDING AT 2p=12 c POLES IN z=57·c GROOVES | |
RU2324276C2 (en) | THREE-PHASE ASYMMETRICAL FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p=12·c POLES IN z = 75·c SLOTS | |
RU2280937C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-PITCH WINDING ON 2p=6c POLES IN z = 15c SLOTS | |
RU2293420C2 (en) | ASYMMETRIC THREE-PHASE FRACTIONAL-SLOT WINDING WITH 2p = 6c POLES PLACED IN z = 24c SLOTS | |
RU2328812C2 (en) | THREE-PHASE NON-SYMMETRIC FRACTIONAL WINDING AT 2p=12·c POLES IN z = 51·c GROOVES | |
RU2324277C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=132·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=44/13) | |
RU2267207C2 (en) | THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=4,75) 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 | |
RU2335065C2 (en) | ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING IN z=111·c SLOTS AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES | |
RU2312443C2 (en) | ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER LAP WINDING PLACED IN z = 171 SLOTS, 2p = 34 POLES | |
RU2267213C2 (en) | THREE-PHASE SPLIT (q=5,75) WINDING FOR ELECTRIC MACHINES | |
RU2267211C2 (en) | THREE-PHASE SPLIT (q=1,75) WINDING FOR ELECTRIC MACHINES | |
RU2324273C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=102·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=34/13) | |
RU2328806C2 (en) | THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=87·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES | |
RU2335072C2 (en) | ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=156·c AND z=159·c SLOTS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120811 |