RU2509402C1 - Winding of electric machine - Google Patents

Winding of electric machine Download PDF

Info

Publication number
RU2509402C1
RU2509402C1 RU2012133771/07A RU2012133771A RU2509402C1 RU 2509402 C1 RU2509402 C1 RU 2509402C1 RU 2012133771/07 A RU2012133771/07 A RU 2012133771/07A RU 2012133771 A RU2012133771 A RU 2012133771A RU 2509402 C1 RU2509402 C1 RU 2509402C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
rods
core
frontal
jumpers
Prior art date
Application number
RU2012133771/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012133771A (en
Inventor
Павел Юрьевич Грачев
Евгений Евгеньевич Горбачев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2012133771/07A priority Critical patent/RU2509402C1/en
Publication of RU2012133771A publication Critical patent/RU2012133771A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2509402C1 publication Critical patent/RU2509402C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: front links for connection of turn groups are arranged above the end surface of the tooth area of the core with that part of the slots, where the winding layer is available, rods of which they connect, places of connections of turn front links with rods of that layer of winding, above which there are front links for connection of turn groups, arranged at the side of centres of the core slots. Places of connections of at least most other front links with the rods of the upper layer of the winding are arranged at the side of the tooth surface of the core, and places of connections of these front links with rods of the lower layer of the winding are arranged at the side of the core back.
EFFECT: reduced mass of winding copper, reduced losses and increased maximum torque of rotation of an electric machine.
4 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, конструкциям статоров и роторов машин переменного тока. Это изобретение может быть использовано при проектировании и изготовлении обмоток статора и ротора асинхронных машин, обмоток якоря синхронных машин и обмоток якоря вентильных двигателей. Применимо преимущественно для низковольтных электрических машин или машин со значительным числом полюсов.The invention relates to electric machines, structures of stators and rotors of AC machines. This invention can be used in the design and manufacture of stator windings and rotors of asynchronous machines, armature windings of synchronous machines and armature windings of valve motors. Applicable mainly to low voltage electric machines or machines with a significant number of poles.

Известны волновые стержневые обмотки электрических машин (Вольдек А.И. Электрические машины, Л, 1978, с.407 - 409). Они включают стержни, расположенные в верхней части пазов сердечника, образующие верхний слой обмотки, и стержни, расположенные в нижних частях пазов сердечника, образующие нижний слой обмотки и проводники лобовых частей, расположенные по торцам сердечника. Последние включают проводники между стержнями витков обмотки, объединенных в витковые группы, и проводники для соединения витковых групп, а также проводники выводов фаз обмотки. Лобовые части обмотки являются жесткими и не имеют специальной межвитковой изоляции. Однако вылет лобовых частей обмотки очень велик.Known wave rod windings of electric machines (Voldek A.I. Electric machines, L, 1978, S. 407 - 409). They include 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 and conductors of the frontal parts located at the ends of the core. The latter include conductors between the rods of the turns of the winding, combined in turn groups, and conductors for connecting the turn groups, as well as conductors of the conclusions of the phases of the winding. The frontal parts of the winding are rigid and do not have special 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). 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, а также проводники лобовых частей, расположенные по торцам сердечника, включающие проводники между стержнями витков обмотки, соединенных в катушечных группы, и проводники для соединения катушечных групп, а также проводники выводов фаз обмотки.The winding of an electric machine is also known (V. Lytkin, Method of organizing the frontal parts of electric machines with a minimum axial reach. - Bulletin of the Ural State Technical University No. 5 (25), Yekaterinburg, 2003. p.190 - 193). 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, as well as conductors of the frontal parts located at the ends of the core, including conductors between the rods of the turns of the winding connected in coil groups, and conductors for connecting coil groups, as well as conductors of the outputs 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 направления 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, расположенном 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 in the direction to 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.

Известна также обмотка электрической машины (патент РФ №2275729, RU БИПМ №12, 27.04.2006) наиболее близкая к предложенной. Эта обмотка электрической машины, включает 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 спинке сердечника, образующие нижний слой обмотки, проводники лобовых частей, расположенные над торцевыми поверхностями сердечника, выполненные в виде лобовых перемычек и включающие витковые перемычки между стержнями, образующие витки фаз обмотки, соединенные в витковые группы, перемычки для соединения витковых групп, расположенные над торцевой поверхностью спинки (ярма) сердечника, и проводники выводов фаз, соединенные со стержнями. Площади сечения лобовых перемычек, по крайней мере их большинства, в местах соединения со стержнями меньше усредненных по длине паза площадей поперечных сечений соединяемых стержней, причем, места соединений, лобовых перемычек со стержнями верхнего слоя обмотки расположены со стороны зубцовой поверхности сердечника, а места соединений, лобовых перемычек со стержнями нижнего слоя обмотки расположены со стороны спинки (ярма) сердечника.The winding of an electric machine is also known (RF patent No. 2275729, RU BIPM No. 12, 04/27/2006) closest to the proposed one. This winding of an electric machine includes 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 back of the core, forming the lower layer of the winding, conductors of the frontal parts located above end surfaces of the core, made in the form of frontal jumpers and including winding jumpers between the rods, forming windings of the phases of the winding, connected into winding groups, jumpers for connecting niya of spiral groups located above the end surface of the back (yoke) of the core, and conductors of phase outputs connected to the rods. The cross-sectional areas of the frontal jumpers, at least most of them, in the places of connection with the rods are less than the cross-sectional areas of the connected rods averaged over the length of the groove, moreover, the joints, frontal jumpers with the rods of the upper layer of the winding are located on the tooth surface of the core, and the joints, frontal jumpers with rods of the lower layer of the winding are located on the back (yoke) of the core.

Расположение мест соединений лобовых перемычек со стержнями у верхней и нижней сторон пазов позволяет освободить место для размещения основных частей витковых перемычек над центральными частями пазов и выполнить соединения между стержнями витков по почти кратчайшему расстоянию. Однако при этом перемычки для соединения витковых групп обмотки вытесняются в зону спинки (ярма) сердечника. Поэтому недостатком этой обмотки является значительная длина перемычек для соединения витковых групп обмотки, а также их значительные индуктивные и активные сопротивления, что приводит к увеличению массы меди обмотки, увеличению потерь и снижению вращающего момента электрической машины.The location of the joints of the frontal bridges with the rods at the upper and lower sides of the grooves allows you to free up space for the main parts of the coil bridges over the central parts of the grooves and make connections between the coil rods at almost the shortest distance. However, in this case, jumpers for connecting the coil groups of the winding are forced into the zone of the back (yoke) of the core. Therefore, the disadvantage of this winding is the significant length of the jumpers for connecting the coil groups of the winding, as well as their significant inductive and active resistances, which leads to an increase in the mass of the copper winding, an increase in losses and a decrease in the torque of the electric machine.

Техническим результатом является уменьшение массы меди обмотки, снижение потерь и увеличение максимального вращающего момента электрической машины.The technical result is to reduce the mass of the copper winding, reduce losses and increase the maximum torque of the electric machine.

Технический результат достигается тем, что обмотка электрической машины, включающая 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 спинке сердечника, образующие нижний слой обмотки, проводники лобовых частей, расположенные над торцевыми поверхностями сердечника, по крайней мере большинство которых выполнены в виде лобовых перемычек, включающие витковые перемычки между стержнями, образующие витки фаз обмотки соединенные в витковые группы, перемычки для соединения витковых групп и проводники выводов фаз, соединенные со стержнями, площади сечения по крайней мере большинства которых в местах их соединения со стержнями меньше усредненных по длине паза площадей поперечных сечений соединяемых стержней обмотки, выполнена так, что лобовые перемычки для соединения витковых групп, расположены над торцевой поверхностью зубцовой зоны сердечника с той частью пазов, где находится слой обмотки, стержни которого они соединяют, места соединений витковых лобовых перемычек со стержнями того слоя обмотки, над которым находятся лобовые перемычки для соединения витковых групп, расположены со стороны центров пазов сердечника, причем, места соединений по крайней мере большинства остальных лобовых перемычек со стержнями верхнего слоя обмотки расположены со стороны зубцовой поверхности сердечника, а места соединений этих лобовых перемычек со стержнями нижнего слоя обмотки расположены со стороны спинки сердечника.The technical result is achieved by the fact that 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 back of the core, forming the lower layer of the winding, conductors frontal parts located above the end surfaces of the core, at least most of which are made in the form of frontal bridges, including winding bridges between the rods, forming The windings of the winding phases are connected into winding groups, jumpers for connecting the winding groups and phase terminal conductors connected to the rods, the cross-sectional areas of at least most of them at the points of their connection with the rods are smaller than the cross-sectional areas of the winding rods averaged over the length of the groove, are made that the frontal jumpers for connecting the turn groups are located above the end surface of the tooth zone of the core with that part of the grooves where the winding layer, the rods of which they connect, is located connections of the winding frontal bridges with the rods of the winding layer above which the frontal bridges for connecting the winding groups are located, on the side of the center of the grooves of the core, and the joints of at least the majority of the remaining frontal bridges with 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 frontal jumpers with the rods of the lower layer of the winding are located on the back of the core.

Пример конкретного выполнения изобретения иллюстрируется конструкцией активной части статора трехфазной электрической машины представленной на фиг.1, 2, 3, 4.An example of a specific implementation of the invention is illustrated by the design of the active part of the stator of a three-phase electric machine shown in figures 1, 2, 3, 4.

На фиг.1 показана эскизная компоновка активной части статора 1 электрической машины, которая включает сердечник 2 с пазами 3. Сердечник имеет спинку 4, зубцовую зону 5 с зубцовой поверхностью 6 и торцевыми поверхностями 7 и 8 этой зубцовой зоны. В пазах сердечника расположена трехфазная обмотка 9 с проводниками выводов фаз 10, выполненная в соответствии с предложенным техническим решением.Figure 1 shows a preliminary design of the active part of the stator 1 of the electric machine, which includes a core 2 with grooves 3. The core has a backrest 4, a tooth zone 5 with a tooth surface 6 and end surfaces 7 and 8 of this tooth zone. In the grooves of the core is a three-phase winding 9 with conductors of the terminals of the phases 10, made in accordance with the proposed technical solution.

На фиг.2 показана схема трехфазной обмотки 9, соответствующая эскизной компоновке, представленной на фиг.1. Обозначения на схеме соответствуют технической литературе, например - Вольдек А.И. Электрические машины, Л, 1978, с.497-499. Как видно, сердечник статора имеет двенадцать пазов, которые пронумерованы в центре рисунка в направлении чередования фаз. Сплошными линиями в пазах обозначены стержни 11 верхнего слоя обмотки, а пунктиром - стержни 12 нижнего слоя. На фиг.2 показаны также витковые лобовые перемычки 13, соединяющие отдельные стержни витков 14, а также показаны лобовые перемычки 15 (утолщенными пунктирными линиями), соединяющие витковые группы. Выводы фаз 10 обмотки статора имеют следующее обозначения: начало и конец первой фазы обозначены U1, U2, начало и конец второй - V1, V2, третьей - W1, W2. Эта схема соответствует четырехполюсной трехфазной волновой стержневой обмотке с диаметральным шагом.In Fig.2 shows a diagram of a three-phase winding 9, corresponding to the sketch layout shown in Fig.1. The designations on the diagram correspond to the technical literature, for example, A. Voldek. Electric machines, L, 1978, p. 497-499. As can be seen, the stator core has twelve grooves, which are numbered in the center of the figure in the direction of phase rotation. The solid lines in the grooves indicate the rods 11 of the upper layer of the winding, and the dashed lines indicate the rods 12 of the lower layer. Figure 2 also shows the frontal bridges 13 connecting the individual rods of the turns 14, and also shows the frontal bridges 15 (thickened dashed lines) connecting the coil groups. The findings of the phases 10 of the stator winding are as follows: the beginning and end of the first phase are designated U 1 , U 2 , the beginning and end of the second - V 1 , V 2 , the third - W 1 , W 2 . This circuit corresponds to a four-pole three-phase wave rod winding with a diametrical pitch.

На фиг.3 показан вид активной части статора 1 с предложенной обмоткой 9 (по фиг.1) со стороны выводов фаз 10 этой обмотки. Пазы 3 пронумерованы по окружности, изображающей внутреннюю поверхность сердечника 2. Показано поперечное сечение прямоугольной формы 16 пазов 3. В верхней части этих пазов, - ближе к зубцовой поверхности 6 сердечника 2, - расположены стержни 11, верхнего слоя обмотки 9, а в нижних частях пазов 3 сердечника 2, - ближе к спинке 4 сердечника 2, - расположены стержни 12, образующие нижний слой обмотки 9. Лобовые части отдельных фаз выделены оттенками серого цвета. На фиг.3. показаны лобовые витковые перемычки 13, соединяющие стержни витков, а также лобовые перемычки 15, соединяющие витковые группы фаз, расположенные над торцевой поверхностью 7 зубцовой зоны 5 сердечника 2. Площади сечения лобовых перемычек 13 и 15 в местах их соединения со стержнями 12 нижнего слоя обмотки в два раза меньше площадей поперечных сечений соединяемых стержней, а площади сечения лобовых перемычек 13 в местах их соединения со стержнями верхнего слоя 11 равны площадям поперечных сечений соединяемых стержней. Каждый из проводников выводов фаз 10, например проводник конца фазы U2, имеет площадь сечения 17, например, в месте соединения со стержнем, расположенным в верхнем слое четвертого паза, в два раза меньшую площади поперечного сечения стержня, с которым он соединен.Figure 3 shows a view of the active part of the stator 1 with the proposed winding 9 (Fig.1) from the side of the terminals of the phases 10 of this winding. The grooves 3 are numbered in a circle depicting the inner surface of the core 2. A rectangular cross section is shown of 16 grooves 3. In the upper part of these grooves, closer to the tooth surface 6 of the core 2, there are rods 11, the upper layer of the winding 9, and in the lower parts grooves 3 of the core 2, - closer to the back 4 of the core 2, - the rods 12 are located, forming the lower layer of the winding 9. The frontal parts of the individual phases are highlighted in shades of gray. In figure 3. frontal coil bridges 13 connecting the coil rods, as well as frontal bridge 15 connecting the phase groups located above the end surface 7 of the tooth zone 5 of the core 2 are shown. The cross-sectional areas of the front bridges 13 and 15 at their junctions with the rods 12 of the lower layer of the winding two times less than the cross-sectional areas of the connected rods, and the cross-sectional areas of the frontal lintels 13 at their junctions with the rods of the upper layer 11 are equal to the cross-sectional areas of the connected rods. Each of the conductors of the terminals of the phases 10, for example, the conductor of the end of the phase U2, has a cross-sectional area 17, for example, at the junction with the rod located in the upper layer of the fourth groove, half the cross-sectional area of the rod with which it is connected.

В случае присоединения проводников выводов фаз 10 к стержням верхнего слоя 11, как показано на фиг.3, места соединений витковых лобовых перемычек 13, со стержнями 12 нижнего слоя обмотки, над которыми находятся лобовые перемычки 15 для соединения витковых групп расположены со стороны центров пазов сердечника.In the case of connecting the conductors of the terminals of the phases 10 to the rods of the upper layer 11, as shown in Fig. 3, the junctions of the coil frontal jumpers 13, with the rods 12 of the lower layer of the winding, above which the frontal jumpers 15 for connecting the coil groups are located, are located on the side of the center of the grooves of the core .

В случае присоединения проводников выводов фаз 10 к стержням нижнего слоя 12, места соединений витковых лобовых перемычек 13, со стержнями 11 верхнего слоя обмотки, над которыми будут находиться лобовые перемычки 15 для соединения витковых групп, также будут расположены со стороны центров пазов сердечника. Т.е. места соединений витковых лобовых перемычек 13 со стержнями И или 12 того слоя обмотки, над которым находятся лобовые перемычки 15 для соединения витковых групп, расположены со стороны центров пазов 3 сердечника 2, независимо от слоя обмотки, к которому присоединены проводники выводов фаз 10.In the case of connecting the conductors of the terminals of the phases 10 to the rods of the lower layer 12, the junctions of the winding frontal bridges 13, with the rods 11 of the upper layer of the winding, above which the frontal bridges 15 for connecting the coil groups will also be located on the side of the centers of the grooves of the core. Those. the junctions of the winding frontal bridges 13 with the rods And or 12 of the winding layer above which the frontal bridges 15 for connecting the winding groups are located are located on the side of the centers of the grooves 3 of the core 2, regardless of the winding layer, to which the conductors of the terminals of the phases 10 are connected.

На фиг.4. показан вид активной части статора 1 электрической машины с предложенной обмоткой 9 (по фиг.1) со стороны торца, где нет выводов фаз 10. Нумерация пазов 3 по внутренней окружности, соответствующей зубцовой поверхности 6 сердечника 2, сделана согласно с фиг.2, 3. Показаны витковые лобовые перемычки 18 фазы U, витковые лобовые перемычки 19 фазы V и витковые лобовые перемычки 20 фазы W, расположенные над торцевой поверхностью зубцовой зоны 8 сердечника 2. Площади сечения лобовых перемычек 18, 19, 20 в местах их соединения со стержнями 12 и 13 обмотки 9 в два раза меньше площадей поперечных сечений соединяемых стержней. Места соединений витковых лобовых перемычек 18, 19, 20 со стержнями верхнего слоя обмотки 11 расположены со стороны зубцовой поверхности 6 сердечника 2. Места соединений лобовых перемычек 18, 19, 20 со стержнями 12 нижнего слоя обмотки 9 расположены со стороны спинки 4 сердечника 2.In figure 4. shows the view of the active part of the stator 1 of the electric machine with the proposed winding 9 (Fig. 1) from the end side, where there are no phase outlets 10. The numbering of the grooves 3 along the inner circle corresponding to the tooth surface 6 of the core 2 is made according to Fig.2, 3 Shown are the frontal frontal bridges 18 of the U phase, the frontal frontal bridges 19 of the phase V and the frontal frontal bridges 20 of the phase W located above the end surface of the tooth zone 8 of core 2. The cross-sectional areas of the frontal bridges 18, 19, 20 at their junctions with the rods 12 and 13 windings 9 double m less cross-sectional areas of the connected rods. The joints of the frontal jumpers 18, 19, 20 with the rods of the upper layer of the winding 11 are located on the tooth surface 6 of the core 2. The joints of the frontal jumpers 18, 19, 20 with the rods 12 of the lower layer of the winding 9 are located on the back 4 of the core 2.

Работает предложенная обмотка 9 в составе активной части статора 1 трехфазной электрической машины следующим образом.The proposed winding 9 as part of the active part of the stator 1 of a three-phase electric machine works as follows.

Фазы обмотки 9 соединяют в звезду (объединяют выводы U2, V2, W2.), или в треугольник (соединяют U2 с V1, V2 с W1, W2 с U1). В двигательном режиме на выводы фаз обмотки 9 подают трехфазное напряжение источника переменного тока. В фазах U, V, W обмотки 9 возникает трехфазная система токов, которая образует вращающееся магнитное поле в сердечнике 2, так как оси фаз обмотки 9 сдвинуты в пространстве на 120 электрических градусов (см. фиг.2). Если внутри активной части статора 1 с предложенной обмоткой 9 расположен ротор, например, с короткозамкнутой обмоткой, в его сердечнике также возникает вращающееся магнитное поле, и он начнет вращаться под действием электромагнитного момента, создаваемого взаимодействием вращающегося магнитного поля и токов в обмотке ротора.The phases of the winding 9 are connected to a star (combine the findings of U 2 , V 2 , W 2. ), Or to a triangle (connect U 2 to V 1 , V 2 to W 1 , W 2 to U 1 ). In the motor mode, the three-phase voltage of the AC source is supplied to the terminals of the phases of the winding 9. In the phases U, V, W of the winding 9, a three-phase current system arises, which forms a rotating magnetic field in the core 2, since the axis of the phases of the winding 9 are shifted in space by 120 electrical degrees (see figure 2). If a rotor, for example, with a short-circuited winding, is located inside the active part of the stator 1 with the proposed winding 9, a rotating magnetic field also appears in its core, and it begins to rotate under the influence of the electromagnetic moment created by the interaction of the rotating magnetic field and currents in the rotor winding.

Возможна работа электрической машины с предложенной обмоткой 9 в генераторном режиме. В этом случае вращение магнитного поля в магнитопроводе электрической машины, созданного, например, вращением в электрической машине ротора с постоянными магнитами, приведет к образованию в предложенной обмотке трехфазной системы ЭДС. При подключении к выводам обмотки электрической машины потребителей электроэнергии переменного тока, - механическая энергия, подводимая к валу электрической машины, будет преобразована в электрическую энергию, передаваемую этим потребителям.Possible operation of the electric machine with the proposed winding 9 in the generator mode. In this case, the rotation of the magnetic field in the magnetic circuit of an electric machine created, for example, by rotating a rotor with permanent magnets in an electric machine, will lead to the formation of a three-phase EMF system in the proposed winding. When connecting consumers of alternating current electricity to the windings of an electric machine, - the mechanical energy supplied to the shaft of the electric machine will be converted into electrical energy transmitted to these consumers.

Таким образом, предложение работоспособно в двигательном и генераторном режимах электрической машины, позволяет уменьшить длину лобовых перемычек для соединения витковых групп обмотки электрической машины, что приводит к уменьшению массы меди обмотки. Уменьшаются активные сопротивления этих перемычек, а, значит, снижаются потери в обмотке. Также уменьшаются и индуктивные сопротивления проводников для соединения витковых групп за счет того, что эти проводники расположены над торцевой поверхностью зубцовой зоны сердечника, обладающей меньшей усредненной магнитной проницаемостью. Уменьшение магнитной проницаемости поверхности, над которой расположены лобовые перемычки для соединения витковых групп, приводит к уменьшению их индуктивных сопротивлений. Уменьшение активных и индуктивных сопротивлений обмотки статора приводит к увеличению максимального вращающего момента, например асинхронной машины (Вольдек А.И. Электрические машины, Л, 1978, с.515).Thus, the proposal is operable in the motor and generator modes of the electric machine, allows to reduce the length of the frontal jumpers for connecting the winding groups of the winding of the electric machine, which leads to a decrease in the mass of the copper of the winding. The active resistances of these jumpers are reduced, and, therefore, losses in the winding are reduced. The inductive resistances of the conductors for connecting the coil groups are also reduced due to the fact that these conductors are located above the end surface of the tooth zone of the core, which has a lower average magnetic permeability. A decrease in the magnetic permeability of the surface above which the frontal jumpers are located to connect the coil groups leads to a decrease in their inductive resistances. The decrease in the active and inductive resistances of the stator winding leads to an increase in the maximum torque, for example, an asynchronous machine (Voldek A.I. Electric machines, L, 1978, p. 515).

Таким образом, предложенная обмотка электрической машины позволяет выполнить соединения между стержнями по кратчайшему расстоянию между ними, что позволяет обеспечить уменьшение массы меди обмотки, снижение потерь мощности в обмотке и увеличение максимального вращающего момента электрической машины.Thus, the proposed winding of the electric machine allows you to make connections between the rods at the shortest distance between them, which allows to reduce the mass of copper of the winding, reduce power loss in the winding and increase the maximum torque of the electric machine.

Claims (1)

Обмотка электрической машины, включающая 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 спинке сердечника, образующие нижний слой обмотки, проводники лобовых частей, расположенные над торцевыми поверхностями сердечника, по крайней мере, большинство которых выполнены в виде лобовых перемычек, включающие витковые перемычки между стержнями, образующие витки фаз обмотки соединенные в витковые группы, перемычки для соединения витковых групп и проводники выводов фаз соединенные со стержнями, площади сечения, по крайней мере, большинства которых в местах их соединения со стержнями меньше усредненных по длине паза площадей поперечных сечений соединяемых стержней обмотки, отличающаяся тем, что лобовые перемычки для соединения витковых групп расположены над торцевой поверхностью зубцовой зоны сердечника с той частью пазов, где находится слой обмотки, стержни которого они соединяют, места соединений витковых лобовых перемычек со стержнями того слоя обмотки, над которым находятся лобовые перемычки для соединения витковых групп, расположены со стороны центров пазов сердечника, причем места соединений, по крайней мере, большинства остальных лобовых перемычек со стержнями верхнего слоя обмотки расположены со стороны зубцовой поверхности сердечника, а места соединений этих лобовых перемычек со стержнями нижнего слоя обмотки расположены со стороны спинки сердечника. 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 back of the core, forming the lower layer of the winding, conductors of the frontal parts located above the end the core surfaces, at least most of which are made in the form of frontal jumpers, including winding jumpers between the rods, forming windings of the phases of the winding connected in turns e groups, jumpers for connecting the turn groups and conductors of the phase leads connected to the rods, cross-sectional areas of at least most of them at the points of their connection with the rods are less than the average cross-sectional areas of the connected winding rods, characterized in that the frontal jumpers for connections of the winding groups are located above the end surface of the tooth zone of the core with that part of the grooves where the winding layer is located, the rods of which they connect, the joints of the winding frontal bridges about the rods of the winding layer, over which the frontal jumpers are located to connect the coil groups, are located on the side of the center of the grooves of the core, and the joints of at least most of the other frontal jumpers with the rods of the upper layer of the winding are located on the tooth surface of the core, and the joints these frontal jumpers with rods of the lower layer of the winding are located on the back of the core.
RU2012133771/07A 2012-08-07 2012-08-07 Winding of electric machine RU2509402C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133771/07A RU2509402C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Winding of electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133771/07A RU2509402C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Winding of electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012133771A RU2012133771A (en) 2014-02-20
RU2509402C1 true RU2509402C1 (en) 2014-03-10

Family

ID=50113742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012133771/07A RU2509402C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Winding of electric machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2509402C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602511C1 (en) * 2015-08-10 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" Energy-efficient electrical machine with compact end parts of winding
RU2792760C1 (en) * 2022-07-06 2023-03-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Integrated collector machine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3959678A (en) * 1972-10-02 1976-05-25 General Electric Company Concentrated winding salient-pole shaded pole motors having multiple short circuited shading coils for each pole
US4028572A (en) * 1974-05-20 1977-06-07 Bbc Brown Boveri & Company Limited Stator winding structure for dynamo-electric machine
US4234810A (en) * 1978-06-02 1980-11-18 General Electric Company Concentrated winding salient-pole shaded pole motors having multiple short circuited shading coils for each pole and methods of making same
WO1981002228A1 (en) * 1980-01-31 1981-08-06 Novex Foreign Trade Co Ltd Induction motor with short-circuited armature and a pipe cage
RU2152117C1 (en) * 1997-01-20 2000-06-27 Научно-исследовательское предприятие "Транспорт с магнитным подвесом" Squirrel-cage rotor winding of induction machine
RU2275729C1 (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Павел Юрьевич Грачев Electrical machine winding

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3959678A (en) * 1972-10-02 1976-05-25 General Electric Company Concentrated winding salient-pole shaded pole motors having multiple short circuited shading coils for each pole
US4028572A (en) * 1974-05-20 1977-06-07 Bbc Brown Boveri & Company Limited Stator winding structure for dynamo-electric machine
US4234810A (en) * 1978-06-02 1980-11-18 General Electric Company Concentrated winding salient-pole shaded pole motors having multiple short circuited shading coils for each pole and methods of making same
WO1981002228A1 (en) * 1980-01-31 1981-08-06 Novex Foreign Trade Co Ltd Induction motor with short-circuited armature and a pipe cage
RU2152117C1 (en) * 1997-01-20 2000-06-27 Научно-исследовательское предприятие "Транспорт с магнитным подвесом" Squirrel-cage rotor winding of induction machine
RU2275729C1 (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Павел Юрьевич Грачев Electrical machine winding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602511C1 (en) * 2015-08-10 2016-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" Energy-efficient electrical machine with compact end parts of winding
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
RU2012133771A (en) 2014-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5840295B2 (en) Rotating electric machine
US9866083B2 (en) Stator for rotating electric machine
JP6120987B2 (en) Armature of electric machine
KR101655147B1 (en) Phase current arrangement for hairpin winding motor
JP5924710B2 (en) Rotating electric machine
US10250092B2 (en) Rotary electric machine
US9240707B2 (en) Rotary electric machine
EP1153470A1 (en) Brushless doubly-fed induction machines employing dual cage rotors
CN109983678B (en) Spiral winding with more uniform field utilization
JP6090623B2 (en) motor
CN113036970A (en) Stator with pins for an electric machine
US7750525B2 (en) Electric rotating machine
CN105743257B (en) A kind of individual layer lap winding magnetic flux switches brushless electric machine
RU2526835C2 (en) Energy-efficient electrical machine
RU2275729C1 (en) Electrical machine winding
RU2509402C1 (en) Winding of electric machine
JP5748878B2 (en) Rotating electric machine
US20230089931A1 (en) Continuous wave-winding for stator
JP2008271772A (en) Dynamo-electric machine
EP2800248B1 (en) Stator winding of an electric generator
RU2602511C1 (en) Energy-efficient electrical machine with compact end parts of winding
KR100793807B1 (en) Winding method for 3 phases and multiple poles motor and the motor using the same
RU199115U1 (en) FAIL-SAFE FIVE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR WITH COMBINATION WINDING
WO2023164886A1 (en) Multi-phase alternating-current yoke winding stator
US20210359563A1 (en) Magnetically active unit of a rotating multiphase electric machine

Legal Events

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

Effective date: 20140808