RU2316105C1

RU2316105C1 - Single-layer stator winding of two-pole asynchronous machine

Info

Publication number: RU2316105C1
Application number: RU2006124284/09A
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Богатырев; Владимир Николаевич Ванурин; Казбек Азрет-Алиевич Джанибеков; Асфар Батмизович Чермит; Денис Геннадьевич Шикера
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-27

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: single-layer stator winding of two-pole asynchronous machine comprises exciting capacitors and nine coil groups with leads (1), (11), (12), (13), (14), and (15) from start (1) and finish (2) of coil groups, start (1) and finish (3) of coil groups, start (4) and finish (6) of coil groups, start (7) and finish (8) of coil groups, and start (7) and finish (9) of coil groups. The start (2) of coil group is connected with the start (6) of coil group. Start (5) is connected with start (9). Start (8) is connected with start (3).

EFFECT: expanded functional capabilities.

9 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных генераторах автономных источников электроэнергии.The invention relates to electrical engineering and can be used in asynchronous generators of autonomous sources of electricity.

Известна однослойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины из 6 катушечных групп вразвалку с последовательным встречным соединением 2 катушечных групп в каждой из трех фаз (Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001, с.44).Known single-layer stator winding of a bipolar asynchronous machine of 6 coil groups wadding with a serial counter-connection of 2 coil groups in each of the three phases (VN Vanurin Stator windings of asynchronous electric motors. - Zernograd: VNIPTIMESKH, 2001, p.44).

Недостаток известной обмотки заключается в том, что при применении ее в асинхронных генераторах автономных источников электроэнергии она создает напряжение одной величины.A disadvantage of the known winding is that when it is used in asynchronous generators of autonomous sources of electricity, it creates a voltage of the same magnitude.

Известна однослойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины из 6 катушечных групп с выводами от объединенных начал 1 и 6 катушечных групп, от объединенных начал 2 и 3 катушечных групп, от объединенных начал 4 и 5 катушечных групп, от объединенных концов 1 и 4 катушечных групп, от объединенных концов 3 и 6 катушечных групп и от объединенных концов 5 и 2 катушечных групп (Патент RU 2263386, БИ №30, 2005 - прототип).Known single-layer stator winding of a bipolar asynchronous machine of 6 coil groups with leads from the combined beginnings of 1 and 6 coil groups, from the combined beginnings of 2 and 3 coil groups, from the combined beginnings of 4 and 5 coil groups, from the combined ends of 1 and 4 coil groups, from the combined ends of 3 and 6 coil groups and from the combined ends of 5 and 2 coil groups (Patent RU 2263386, BI No. 30, 2005 - prototype).

Недостаток известной обмотки заключается в том, что она характеризуется повышенным дифференциальным рассеянием из-за наличия как нечетных, так и четных высших гармоник магнитодвижущей силы (МДС) при нагрузке на генератор, что снижает его эксплуатационные характеристики.A disadvantage of the known winding is that it is characterized by increased differential scattering due to the presence of both odd and even higher harmonics of the magnetomotive force (MDS) under load on the generator, which reduces its operational characteristics.

Техническим решением изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик генератора за счет уменьшения дифференциального рассеяния обмотки.The technical solution of the invention is to improve the operational characteristics of the generator by reducing the differential scattering of the winding.

Решение указанной задачи достигается тем, что однослойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины, состоящая из катушечных групп с выводами, согласно изобретению имеет конденсаторы возбуждения и 9 катушечных групп с выводами 10, 11, 12, 13, 14, 15 от объединенных начала 1 и конца 2 катушечных групп, от объединенных конца 1 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 5 катушечных групп, от объединенных конца 4 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 7 и конца 8 катушечных групп, от объединенных конца 7 и конца 9 катушечных групп, при этом начало 2 катушечной группы соединено с началом 6 катушечной группы, начало 5 с началом 9, начало 8 с началом 3 катушечной группы, а конденсаторы возбуждения С подключены к выводам 11, 13, 15.The solution to this problem is achieved by the fact that the single-layer stator winding of a bipolar asynchronous machine, consisting of coil groups with leads, according to the invention has field capacitors and 9 coil groups with leads 10, 11, 12, 13, 14, 15 from the combined beginning 1 and end 2 coil groups, from the combined end 1 and end 3 of the coil groups, from the combined beginning 4 and end 5 of the coil groups, from the combined end 4 and end 6 of the coil groups, from the combined beginning 7 and end 8 of the coil groups, from the combined end 7 and end 9 reel s groups, with the top two coil group is connected with the beginning of the coil 6 group, beginning with the start 5 9 8 beginning with the start of the coil group 3 and the excitation capacitor C are connected to terminals 11, 13, 15.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что однослойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины имеет конденсаторы возбуждения и 9 катушечных групп, концы и начала которых соединены определенным образом и имеют выводы, образованные из объединенных начал и концов катушек, соединенные с конденсаторами возбуждения, при этом обеспечивается расширение эксплуатационных характеристик генератора за счет уменьшения дифференциального рассеяния обмотки.The novelty of the claimed technical solution is due to the fact that the single-layer stator winding of a bipolar asynchronous machine has excitation capacitors and 9 coil groups, the ends and the beginnings of which are connected in a certain way and have conclusions formed from the combined beginnings and ends of the coils connected to the excitation capacitors, while expanding generator performance by reducing the differential scattering of the winding.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.According to the scientific, technical and patent literature, the authors are not aware of the claimed combination of features aimed at achieving the task, and this solution does not follow clearly from the prior art, which allows us to conclude that the solution corresponds to the level of the invention.

На фиг.1 и 2 приведены схемы однослойных статорных обмоток двухполюсных асинхронных машин при 24 и 36 пазах статора; на фиг.3 - схема включения конденсаторов возбуждения; на фиг.4 и 5 - токи в сторонах катушек и диаграммы Гергеса от тока возбуждения и от совпадающих токов нагрузки и возбуждения; на фиг.6 и 7 - векторные диаграммы ЭДС.Figures 1 and 2 show diagrams of single-layer stator windings of bipolar asynchronous machines at 24 and 36 stator slots; figure 3 is a diagram of the inclusion of field capacitors; Figures 4 and 5 show the currents on the sides of the coils and the Gerges diagram from the excitation current and from the coincident load and excitation currents; 6 and 7 are vector diagrams of EMF.

Согласно фиг.1 и 2 однослойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины содержит 9 катушечных групп с выводами 10, 11, 12, 13, 14, 15 от объединенных начала 1 и конца 2 катушечных групп, от объединенных конца 1 и конца 3 катушечных групп, от объединенных начала 4 и конца 5 катушечных групп, от объединенных конца 4 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 7 и конца 8 катушечных групп, от объединенных конца 7 и конца 9 катушечных групп, при этом начало 2 катушечной группы соединено с началом 6 катушечной группы, начало 5 с началом 9, начало 8 с началом 3 катушечной группы.According to figures 1 and 2, the single-layer stator winding of a bipolar asynchronous machine contains 9 coil groups with leads 10, 11, 12, 13, 14, 15 from the combined beginning 1 and end 2 of the coil groups, from the combined end 1 and end 3 of the coil groups, from the combined beginning of 4 and the end of 5 coil groups, from the combined end of 4 and the end of 6 coil groups, from the combined beginning of 7 and the end of 8 coil groups, from the combined end of 7 and the end of 9 coil groups, while the beginning of the 2 coil groups is connected to the beginning of the 6 coil groups, beginning 5 with beginning 9, beginning 8 with beginning Scarlet 3 coil group.

МДС обмотки не содержат четных гармоник.MDS windings do not contain even harmonics.

Согласно фиг.3 конденсаторы возбуждения С подключены к выводам 11, 13, 15, а нагрузка R подключена к выводам 10, 12, 14. При таком включении конденсаторов дифференциальное рассеяние обмотки при нагрузке уменьшается, что подтверждают диаграммы Гергеса на фиг.4 и 5 обмотки при 24 пазах статора и на фиг.6 и 7 обмотки при 36 пазах статора, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению индуктивного сопротивления обмотки и к уменьшению падения напряжения на ней. Токи нагрузки отражены в условном ряду сторон катушек.According to figure 3, the field capacitors C are connected to the terminals 11, 13, 15, and the load R is connected to the terminals 10, 12, 14. With this inclusion of capacitors, the differential scattering of the winding under load decreases, which is confirmed by the Gerges diagrams in Figs. 4 and 5 of the winding at 24 grooves of the stator and in FIGS. 6 and 7 of the winding at 36 grooves of the stator, and this, in turn, leads to a decrease in the inductive resistance of the winding and to a decrease in the voltage drop across it. Load currents are reflected in a conventional row of sides of the coils.

Коэффициент дифференциального рассеяния от тока возбуждения τ_∂0=0,116 и от равных по величине и по фазе токов нагрузки и возбуждения τ_∂=0,024 обмотки при 24 пазах статора и соответственно τ_∂0=0,058 и τ_∂=0,021 обмотки при 36 пазах статора.The differential scattering coefficient from the excitation current is τ _∂0 = 0.116 and from the equal in magnitude and phase of the load and excitation currents τ _∂ = 0.024 of the winding at 24 stator slots and, respectively, τ _∂0 = 0.058 and τ _∂ = 0.021 of the winding at 36 stator slots.

Согласно фиг.8 и 9 соотношение ЭДС между выводами обмотки 14 и 12 и выводами 11 и 15 составляет при одинаковом числе витков в катушках 2/1 для обмотки при 24 пазах статора и 1,76/1 для обмотки при 36 пазах статора. Другое соотношение ЭДС с другим угловым расположением векторов ЭДС можно получить определенным соотношением витков в отдельных катушечных группах.According to Figs. 8 and 9, the ratio of the EMF between the terminals of the windings 14 and 12 and the terminals 11 and 15 is at the same number of turns in the coils 2/1 for winding at 24 grooves of the stator and 1.76 / 1 for winding at 36 grooves of the stator. A different ratio of EMF with a different angular arrangement of EMF vectors can be obtained by a certain ratio of turns in individual coil groups.

Однослойная статорная обмотка двухполюсной асинхронной машины работает следующим образом.A single-layer stator winding of a bipolar asynchronous machine works as follows.

Конденсаторы возбуждения С подключены к выводам 11, 13, 15. Нагрузка подключается к любым выводам: 10, 12, 14.Excitation capacitors C are connected to terminals 11, 13, 15. The load is connected to any terminals: 10, 12, 14.

При вращении ротора асинхронного генератора с номинальной скоростью, за счет остаточного намагничивания и конденсаторов возбуждения С, происходит процесс самовозбуждения. Согласно фиг.8 и 9 соотношение ЭДС между выводами обмотки 14 и 12 и выводами 11 и 15 составляет при одинаковом числе витков в катушках 2/1 для обмотки при 24 пазах статора и 1,76/1 для обмотки при 36 пазах статора. Другое соотношение ЭДС с другим угловым расположением векторов ЭДС можно получить определенным соотношением витков в отдельных катушечных группах.When the rotor of the asynchronous generator rotates at a nominal speed, due to the residual magnetization and excitation capacitors C, a self-excitation process occurs. According to Figs. 8 and 9, the ratio of the EMF between the terminals of the windings 14 and 12 and the terminals 11 and 15 is at the same number of turns in the coils 2/1 for winding at 24 grooves of the stator and 1.76 / 1 for winding at 36 grooves of the stator. A different ratio of EMF with a different angular arrangement of EMF vectors can be obtained by a certain ratio of turns in individual coil groups.

Claims

A single-layer stator winding of a bipolar asynchronous machine, consisting of coil groups with leads, characterized in that it has field capacitors and 9 coil groups with leads 10, 11, 12, 13, 14, 15 from the combined beginning 1 and the end of 2 coil groups, from the combined end 1 and end 3 of the coil groups, from the combined beginning of 4 and end 5 of the coil groups, from the combined end of 4 and end 6 of the coil groups, from the combined beginning of 7 and end 8 of the coil groups, from the combined end of 7 and end 9 of the coil groups, while start of 2 reel groups with It is connected to the beginning of the 6 coil group, the beginning of 5 - to the beginning of 9, the beginning of 8 - to the beginning of 3 of the coil group, and the field capacitors C are connected to terminals 11, 13, 15.