RU2324275C2 - THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=120·c SLOTS WITH 2p=22·c POLES (q=40/11) - Google Patents

THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=120·c SLOTS WITH 2p=22·c POLES (q=40/11) Download PDF

Info

Publication number
RU2324275C2
RU2324275C2 RU2004133224/09A RU2004133224A RU2324275C2 RU 2324275 C2 RU2324275 C2 RU 2324275C2 RU 2004133224/09 A RU2004133224/09 A RU 2004133224/09A RU 2004133224 A RU2004133224 A RU 2004133224A RU 2324275 C2 RU2324275 C2 RU 2324275C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
turns
coils
slots
grouping
Prior art date
Application number
RU2004133224/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004133224A (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
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 RU2004133224/09A priority Critical patent/RU2324275C2/en
Publication of RU2004133224A publication Critical patent/RU2004133224A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2324275C2 publication Critical patent/RU2324275C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electric machinery industry.
SUBSTANCE: three-phase double-layered electric machine winding in z=120 c slots with 2р=22·c poles with number of slots per pole and phase defined as q=z/3p=40/11 is composed of 3р c=33·c coil groups with numbers from 1G to 33G c and with coils grouping as 44344344343 sequence repeated 3 times. In 1G...11G groups of the first grouping concentric coils have slot pitches of ysi =8, 6, 4, 2 with numbers of turns (l-x)wK, (l+x)wK, wK, (l-x)wK for four-coil groups, and y'si=7, 5, 3 with wK, (l+x)wK, wK turns for three-coil groups. At that, the said distribution of coils with different number of turns repeated in every next grouping, where c=1, 2, 3, ..., 2wK is the number of turns in those slots that are completely filled with winding, and х = 0.58.
EFFECT: lowering of differential scattering σd of m'=3-zone symmetrical fractional-slot lap winding of electric machinery.
4 dwg

Description

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).The invention relates to the 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 среднем шаге по пазам yк≈τп=z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/m'p целом или дробном, где m'=2m=6 или m'=m=3 - число фазных зон на пару полюсов [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия. 1978, с.392-393]. Дробные обмотки при q=z/m'p=N/d и d≥2, не кратном m=3, создают при симметричном синусоидальном токе гармонические МДС по ряду ν=m'k/d±1 [там же, с.450], в том числе низшие (ν<1) при возрастании дифференциального рассеяния σд, где ±k - целое число, дающее порядок гармонической v>0 при ее прямом (+) и встречном (-) вращении.Known loop two-layer symmetrical m = 3-phase windings, performed by 2-pole in z grooves from m'p coil groups with equal-step or concentric coils with an average pitch of y grooves to ≈τ p = z / 2p, the number of grooves per pole and phase q = z / m'p whole or fractional, where m '= 2m = 6 or m' = m = 3 is the number of phase zones per pair of poles [Voldek A.I. Electric cars. L .: Energy. 1978, p. 392-393]. Fractional windings at q = z / m'p = N / d and d≥2, not a multiple of m = 3, create, with a symmetric sinusoidal current, harmonic MDSs in the series ν = m'k / d ± 1 [ibid, p. 450 ], including lower ones (ν <1) with increasing differential scattering σ d , where ± k is an integer giving the order of harmonic v> 0 with its forward (+) and counter (-) rotation.

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния m'=3-зонной двухслойной обмотки в z=120·c пазах при 2р=22·с полюсах, выполняемой с q=z/3p=40/11 (N=40, d=11) из 3р·с катушечных групп с группировкой по ряду 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 3, повторяемому 3·с раза [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока/Пер. с англ. Л.: ГЭИ, 1959, с.225].The invention seeks to reduce the differential scattering m '= 3-zone two-layer winding in z = 120 from 3p · with coil groups grouped in a series of 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 3 repeated 3 · times [Livshits-Garik M. Windings of AC machines / Trans. from English L .: SEI, 1959, p.225].

Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной двухслойной электромашинной обмотки в z=120·с пазах при 2р=22·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=40/11, выполняемой из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...33Г·с и группировкой катушек 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 3, повторяемой 3·с раза:The solution of this problem is achieved by the fact that for a three-phase two-layer electromachine winding in z = 120 ..33Г · s and a group of coils 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 3, repeated 3 · s times:

в группах 1Г...11Г первой группировки концентрические катушки имеют шаги по пазам упi=8, 6, 4, 2 с числами витков (1-х)wк, (1+х)wк, wк, (1-x)wк для групп четырехкатушечных и у'пi=7, 5, 3 с wк, (1+х)wк, Wк витками для трехкатушечных, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3,..., 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой, а значение х=0,58.in groups 1G ... 11G of the first grouping, concentric coils have groove steps for pi = 8, 6, 4, 2 with the number of turns (1-x) w k , (1 + x) w k , w k , (1- x) w k for groups of four- coil and y ' pi = 7, 5, 3 with w k , (1 + x) w k , W k turns for three-coil, and the indicated distribution of unequal coils is repeated in each subsequent group, where c = 1 , 2, 3, ..., 2w k is the number of turns of the grooves completely filled with the winding, and the value x = 0.58.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при c=1 и z=120 для групп 1Г...11Г первой группировки (пронумерованы сверху), z'=z/3=40 пазов с номерами 1...40 (снизу) и чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С и X-Y-Z верхнего и нижнего слоев, где зачерненные пазы имеют неполное заполнение при эквивалентных zэ=3(N-3х) полностью заполненных обмоткой пазах, на фиг.2 показана диаграмма сдвига осей групп фазы А относительно оси симметрии 10Г; на фиг.3, 4 построены по треугольной сетке (при ее стороне в единицу длины) многоугольники МДС обмотки фиг.1 при х=0 (фиг.3) и х=0,5 (фиг.4). Такая m'=3-зонная обмотка соединяется обычным образом при последовательно-согласном включении в фазах групп 1Г+(3к)Г=1Г, 4Г, 7Г,..., 12Г+(3к)Г=12Г, 15Г, 18Г,..., 23Г+(3к)Г=23Г, 26Г, 29Г,... в фазах I, II, III, а фазы могут сопрягаться в Y или в Δ. При, например, с=2 обмотка выполняется в z=240 пазах и 2р=44 полюсах из 66 катушечных групп.Figure 1 shows a scan of the groove layers of the proposed winding at c = 1 and z = 120 for groups 1G ... 11G of the first group (numbered above), z '= z / 3 = 40 grooves with numbers 1 ... 40 (bottom ) and alternating phase zones in the sequence A-B-C and XYZ of the upper and lower layers, where the blackened grooves are incomplete with equivalent z e = 3 (N-3x) grooves completely filled with winding, Fig. 2 shows a diagram of the shift of the axes of the groups phase A relative to the axis of symmetry 10G; figure 3, 4 are built on a triangular grid (with its side per unit length) polygons of the MDS winding of figure 1 with x = 0 (figure 3) and x = 0.5 (figure 4). Such an m '= 3-zone winding is connected in the usual way with sequentially-consistent inclusion in the phases of the groups 1G + (3k) G = 1G, 4G, 7G, ..., 12G + (3k) G = 12G, 15G, 18G ,. .., 23Г + (3к) Г = 23Г, 26Г, 29Г, ... in phases I, II, III, and the phases can be conjugated in Y or in Δ. For example, with c = 2, the winding is performed in z = 240 grooves and 2p = 44 poles from 66 coil groups.

Для обмотки фиг.1 равновитковой (х=0) обмоточный коэффициент Кобо по коэффициентам укорочения Ку=sin(90°укп) при ук=5, τп=z/2p=60/11, распределения Kp=sin(60°)/Nsin(60°/N) равен КобоуКр=0,8200, а при х≠0 к Кобо добавляется значение неравновитковости катушек групп, определяемое по фиг.2 при сдвиге пазов αп=360°/z=3°: -x(0,743145-0,987688+0,544639)(1+2cosαп+2cos2αп+cos3αп)=-x2,08917 для 10Г+(1Г+19Г)+(4Г+16Г)+(7Г+13Г), 2×0,991445(cos0,5αп+cos1,5αп)=+x3,95899 для 22Г+31Г+25Г+28Г при Куi=0,743145 (упi=8), 0,987688 (упi=6), 0,544639 (yпi=2), 0,991445 (у'пi=5), тогда при KобоN=32,80048, ∑x=1,8698For winding 1 ravnovitkovoy (x = 0), the winding factor K is about by shortening K coefficients y = sin (90 ° to the y / τ n) for k = 5, y, τ p = z / 2p = 60/11, the distribution of K p = sin (60 °) / Nsin (60 ° / N) is equal to K ob = K y K p = 0.8200, and when x ≠ 0 to K ob is added the value of the non-uniformity of the coils of the groups, determined according to figure 2 when the grooves are shifted α n = 360 ° / z = 3 °: -x (0.743145-0.987688 + 0.544639) (1 + 2cosα n + 2cos2α n + cos3α n ) = - x2.08917 for 10Г + (1Г + 19Г ) + (+ 4D 16G) + (7D + 13D), 2 × 0,991445 (cos0,5α n + cos1,5α n) = + x3,95899 to 22g + 31G + 25G + yi 28g when K = 0.743145 (at pi = 8), 0.987688 (at pi = 6), 0.544639 (y pi = 2), 0.991445 (y ' pi = 5), then at K both N = 32.80048, ∑x = 1.8698

Figure 00000002
Figure 00000002

Из многоугольников МДС фиг.3 и 4 (в центре показаны единичные векторы токов фазных зон) по треугольной сетке и соотношениям [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по их многоугольникам МДС//Электричество, 1997, №9, с.53-55]Of the polygons of the MDS of Figs. 3 and 4 (in the center, the unit vectors of the currents of the phase zones are shown) according to a triangular grid and relations [Popov V.I. Determination and optimization of the parameters of three-phase windings according to their polygons MDS // Electricity, 1997, No. 9, p.53-55]

Figure 00000003
Figure 00000003

определяется коэффициент дифференциального рассеяния σд%, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу МДС, где R2д - квадрат среднего радиуса j=1...N=40 пазовых точек, Ro и Коб - для гармонической ν=1:the differential scattering coefficient σ d% is determined, which characterizes the quality of the winding according to the harmonic composition of the MDS, where R 2 d is the square of the average radius j = 1 ... N = 40 groove points, R o and K rev are for harmonic ν = 1:

Figure 00000004
Figure 00000004

По (1)-(3) из условия d(σд)/d(x)=0 вычисляется оптимальное хопт=0,58, соответствующее σд%мин: Коб=0,88565, R2д=359,3544/40, Ro=114,78·0,88565/11π и σд%мин=3,82 (для эквивалентного числа полностью заполненных обмоткой пазов zэ=3(N-3x)=3·38,26=114,78), а при х=0-σд%=8,53, т.е. значение σд% при хопт=0,58 снижается в 8,53/3,82=2,23 раза из-за устранения гармонической МДС ν=1/11; с учетом повышения Коб ее эффективность равна Кэф=(0,88565/0,8200)(8,53/3,82)(zэ/z)=2,31 в сравнении с равновитковой (х=0) обмоткой. По сравнению с m'=6-зонной обмоткой при 2p=22, z=120, q=z/6p=20/11 и группировке 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1, имеющей ук=5, Kоб=0,9469, σд%=5,45, предлагаемая m'=3-зонная обмотка характеризуется пониженным σд% в 5,45/3,82=1,43 раза, проще ее в изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп.According to (1) - (3) from the condition d (σ d ) / d (x) = 0, the optimal x opt = 0.58 is calculated, corresponding to σ d% min : K rev = 0.88565, R 2 d = 359, 3544/40, R o = 114.78 · 0.88565 / 11π and σ d% min = 3.82 (for the equivalent number of grooves completely filled with winding z e = 3 (N-3x) = 3 · 38.26 = 114 , 78), and at x = 0-σ d% = 8.53, i.e. the value of σ d% at x opt = 0.58 decreases by 8.53 / 3.82 = 2.23 times due to the elimination of harmonic MDS ν = 1/11; taking into account the increase in K , its efficiency is equal to K eff = (0.88565 / 0.8200) (8.53 / 3.82) (z e / z) = 2.31 in comparison with an equal-turn (x = 0) winding. Compared to the m '= 6-zone winding at 2p = 22, z = 120, q = z / 6p = 20/11 and the grouping 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1, having k = 5, K rev = 0.9469, σ d% = 5.45, the proposed m '= 3-zone winding is characterized by a lower σ d% 5.45 / 3.82 = 1.43 times, it is easier to manufacture due to half the number (3p) coil groups.

Применение предлагаемой обмотки на статоре АД позволяет снижать добавочные потери в стали и асинхронные моменты от гармонических полей, улучшать вибро-акустические характеристики, повышать КПД и cosφ1 перегрузочную способность машины, а в синхронных генераторах улучшает форму кривой выходного напряжения.The application of the proposed winding on the HF stator allows reducing additional losses in steel and asynchronous moments from harmonic fields, improving vibration-acoustic characteristics, increasing the efficiency and cosφ 1 overload capacity of the machine, and in synchronous generators it improves the shape of the output voltage curve.

Claims (1)

Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=120·c пазах при 2р=22·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=40/11, выполняемая из 3р·с катушечных групп с номерами от 1Г до 33Г·с и группировкой катушек по ряду 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 3, повторяемому 3·с раза, отличающаяся тем, что в группах 1Г...11Г первой группировки концентрические катушки имеют шаги по пазам упi=8, 6, 4, 2 с числами витков (1-x)wк, (1+х)wк, wк, (1-x)wк для групп четырехкатушечных и y'пi=7, 5, 3 с wк, (1+х)wк, wк витками для трехкатушечных, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3, ...; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой, а значение х=0,58.Three-phase two-layer electromachine winding in z = 120 · c grooves at 2p = 22 · s poles with the number of grooves per pole and phase q = z / 3p = 40/11, made of 3p · s coil groups with numbers from 1G to 33G · s and the grouping of coils in a series of 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 3, repeated 3 · s times, characterized in that in groups 1G ... 11G of the first grouping, the concentric coils have groove steps in pi = 8, 6, 4 , 2 with the numbers of turns (1-x) w k , (1 + x) w k , w k , (1-x) w k for groups of four- coil and y ' пi = 7, 5, 3 with w k , (1 + x) w a, w to the windings for three-coil, said coils repeats distribution neravnovitkovyh Xia in each successive grouping, where c = 1, 2, 3, ...; 2w to - the number of turns of the grooves, completely filled with a winding, and the value of x = 0.58.
RU2004133224/09A 2004-11-15 2004-11-15 THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=120·c SLOTS WITH 2p=22·c POLES (q=40/11) RU2324275C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004133224/09A RU2324275C2 (en) 2004-11-15 2004-11-15 THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=120·c SLOTS WITH 2p=22·c POLES (q=40/11)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004133224/09A RU2324275C2 (en) 2004-11-15 2004-11-15 THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=120·c SLOTS WITH 2p=22·c POLES (q=40/11)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004133224A RU2004133224A (en) 2006-04-20
RU2324275C2 true RU2324275C2 (en) 2008-05-10

Family

ID=36607862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004133224/09A RU2324275C2 (en) 2004-11-15 2004-11-15 THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=120·c SLOTS WITH 2p=22·c POLES (q=40/11)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2324275C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛИВШИЦ - ГАРИК М. Обмотки машин переменного тока. Пер. с англ. - Л.: ГЭИ, 1959, с.225. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004133224A (en) 2006-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2324275C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=120·c SLOTS WITH 2p=22·c POLES (q=40/11)
RU2324277C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=132·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=44/13)
RU2324273C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=102·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=34/13)
RU2324274C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYERED ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=66·c SLOTS WITH 2p=26·c POLES (q=22/13)
RU2328811C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=81·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2335068C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=114·c AND z=117·cSLOTS
RU2328803C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=105·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2328813C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=174·c GROOVES AT 2p=22·c POLES (q=58/11)
RU2335070C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=150·c AND z=153·c SLOTS
RU2343618C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=186·c SLOTS WITH 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2328806C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=87·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
RU2335072C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=156·c AND z=159·c SLOTS
RU2335073C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING IN z=144·c SLOTS AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2328807C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=90·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2328809C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING AT 2p=22·c POLES IN z=72·c AND z=78·c GROOVES
RU2270504C2 (en) ELECTRICAL-MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH 2p=10c POLES IN z=72c SLOTS
RU2267204C2 (en) THREE-PHASE TWO-LAYER SPLIT (q=4,25) WINDING OF ELECTRIC MACHINES
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
RU2328804C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=93·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2328802C2 (en) THREE-PHASE DOUBLE-LAYER ELECTRIC MACHINE WINDING IN z=108·c GROOVES AT 2p=22·c AND 2p=26·c POLES
RU2335064C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING AT 2p=26·c POLES IN z=126·c AND z = 129·c SLOTS
RU2335063C2 (en) ELECTRIC MACHINE THREE-PHASE DOUBLE-LAYER WINDING WITH z=135·c SLOTS 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: 20121116