RU2526835C2 - Energy-efficient electrical machine - Google Patents
Energy-efficient electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526835C2 RU2526835C2 RU2012133418/07A RU2012133418A RU2526835C2 RU 2526835 C2 RU2526835 C2 RU 2526835C2 RU 2012133418/07 A RU2012133418/07 A RU 2012133418/07A RU 2012133418 A RU2012133418 A RU 2012133418A RU 2526835 C2 RU2526835 C2 RU 2526835C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- winding
- grooves
- groove
- active
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается особенностей конструктивного выполнения статоров и роторов машин переменного тока и может быть использовано при проектировании и производстве электрических машин переменного тока - асинхронных машин, синхронных машин и вентильных двигателей.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to electrical machines, relates to the design features of stators and rotors of alternating current machines and can be used in the design and manufacture of alternating current electric machines - asynchronous machines, synchronous machines and valve motors.
Известны электрические машины с волновыми стержневыми обмотками (Вольдек А.И. Электрические машины, Л., 1978, с.407-409). Они включают сердечник статора или ротора с пазами прямоугольной формы, в каждом из которых находятся два активных проводника (стержня), причем активные проводники, расположенные в верхней части пазов сердечника, образуют верхний слой обмотки, и активные проводники (стержни), расположенные в нижних частях пазов сердечника, образуют нижний слой обмотки. Они включают также проводники лобовых частей обмотки. Эти части находятся у торцов сердечника и включают проводники между стержнями витков обмотки, соединенных в витковые группы, а также проводники для соединения витковых групп, образующих ветви фаз обмотки машины с выводами. Лобовые части обмотки являются жесткими и не имеют специальной межвитковой изоляции. Однако вылет лобовых частей обмотки очень велик.Known electrical machines with wave rod windings (Voldek A.I. Electric machines, L., 1978, S. 407-409). They include a stator or rotor core with rectangular grooves, in each of which there are two active conductors (rods), the active conductors located in the upper part of the grooves of the core form the upper layer of the winding, and the active conductors (rods) located in the lower parts grooves of the core, form the bottom layer of the winding. They also include conductors of the frontal parts of the winding. These parts are located at the ends of the core and include conductors between the rods of the winding turns connected to the winding groups, as well as conductors for connecting the winding groups forming the branches of the winding phases of the machine with the leads. 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 также электрическая машина с пазами сердечника статора или ротора прямоугольной формы и уменьшенным осевым вылетом лобовых частей (Лыткин В.В. Способ организации лобовых частей электрических машин с минимальным осевым вылетом / Вестник УГТУ №5 (25), Екатеринбург, 2003, с.190-193). Она содержит в пазах сердечника электрически изолированные активные проводники (стержни) и проводники лобовых частей, расположенные по торцам сердечника.Also known is an electric machine with grooves of a stator or rotor core of a rectangular shape and a reduced axial reach of the frontal parts (Lytkin V.V. A method for organizing the frontal parts of electric machines with a minimum axial reach / Bulletin of Ural State Technical University No. 5 (25), Yekaterinburg, 2003, p.190 -193). It contains in the grooves of the core electrically isolated active conductors (rods) and conductors of the frontal parts located at the ends of the core.
Для сокращения вылета лобовых частей обмотки делается изгиб стержней при выходе из пазов в плоскости, перпендикулярной оси вращения, вдоль радиусов по направлению к наружному диаметру сердечника статора (обмотка статора) или к оси вращения (для обмотки фазного ротора). Каждый стержень обмотки, выходя из паза на некотором расстоянии от торца сердечника статора (ротора), определяемом по классу напряжения, дважды сгибается по линии, проходящей под углом в 45 градусов к оси стержня вдоль его широкой стороны. Благодаря тому что стержень сгибается по своей широкой стороне, вероятность повреждения изоляции стержней обмотки существенно ниже, чем при изгибе стержней на ребро, как это происходит в катушках обычной конструкции при переходе от верхнего стержня к нижнему. После второго изгиба стержень находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения, и располагается вдоль радиальной линии. При этом расстояние между линиями сгиба выбирается таким образом, чтобы после двух изгибов стержень проходил под стержнем, расположенным в соседнем пазу. После этого стержень изгибается плашмя, либо по дуге окружности, либо по прямой, образуя лобовую часть обмотки. Затем, после двух таких же изгибов, идущих в обратном порядке, стержень переходит в соответствующий шагу обмотки паз. Для стержней, проводники в которых находятся в горизонтальном положении, лобовая часть формируется уже после двух изгибов.To reduce the departure of the frontal parts of the winding, the rods are bent when they exit the grooves in a plane perpendicular to the axis of rotation along radii towards the outer diameter of the stator core (stator winding) or to the axis of rotation (for winding the phase rotor). Each winding rod, coming out of the groove at some distance from the end face of the stator core (rotor), determined by the voltage class, bends twice along a line passing at an angle of 45 degrees to the axis of the rod along its wide side. Due to the fact that the rod bends along its wide side, the probability of damage to the insulation of the winding rods is significantly lower than when the rods bend to the rib, as happens in coils of a conventional design when moving from the upper rod to the lower one. After the second bend, the rod is in a plane perpendicular to the axis of rotation, and is located along the radial line. In this case, the distance between the fold lines is selected so that after two bends the rod passes under the rod located in the adjacent groove. After that, the rod bends flat, either along an arc of a circle, or in a straight line, forming 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 машины является значительный объем лобовых частей обмотки и усложнение технологии изготовления, возможность применения только для машин с концентрическими обмотками.The disadvantage of this machine is a significant amount of frontal parts of the winding and the complexity of manufacturing technology, the possibility of use only for machines with concentric windings.
Известна электрическая машина (патент РФ №2152117, RU БИПМ №18, 27.06.2000), содержащая в пазах сердечника ротора электрически изолированные проводники - стержни, соединенные лобовыми частями обмотки, выполненными в виде элементарных короткозамыкающих колец. Изобретение позволяет уменьшить лобовые части ротора машины, снизить электрические потери в короткозамкнутой обмотке ротора от высших временных гармоник напряжения при питании машины от источника несинусоидального напряжения.Known electric machine (RF patent No. 2152117, RU BIPM No. 18, 06/27/2000), containing in the grooves of the rotor core electrically insulated conductors - rods connected by the frontal parts of the winding, made in the form of elementary short-circuit rings. The invention allows to reduce the frontal parts of the rotor of the machine, to reduce electrical losses in the short-circuited winding of the rotor from higher time harmonics of voltage 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 электрическая машина с пазами сердечника прямоугольной формы и стержневой волновой обмоткой с существенно уменьшенным объемом лобовых частей (патент РФ №2275729, RU БИПМ №12, 27.04.2006). В верхней части пазов сердечника этой электрической машины, ближе к зубцовой поверхности сердечника, расположены активные проводники (стержни), образующие верхний слой обмотки. Активные проводники (стержни), расположенные в нижних частях пазов сердечника ближе к спинке (ярму) сердечника, образуют нижний слой обмотки. Проводники лобовых частей (перемычки) обмотки, расположенные по торцам сердечника, включают проводники между стержнями витков, соединенных в витковые группы, проводники для соединения витковых групп, а также проводники выводов фаз обмотки. При этом по крайней мере большинство лобовых проводников имеют площади сечения, в местах их соединения со стержнями, меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения соединяемых стержней обмотки. При этом места соединений упомянутых перемычек со стержнями верхнего слоя обмотки расположены со стороны зубцовой поверхности сердечника, а места соединений перемычек со стержнями нижнего слоя обмотки расположены со стороны спинки (ярма) сердечника. Проводники выводов фаз обмотки также имеют площади сечения в местах их соединения со стержнями меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения стержней, с которыми они соединены.Also known is an electric machine with rectangular grooves of the core and a rod wave winding with a significantly reduced volume of the frontal parts (RF patent No. 2275729, RU BIPM No. 12, 04/27/2006). In the upper part of the grooves of the core of this electric machine, closer to the tooth surface of the core, there are active conductors (rods) forming the upper layer of the winding. Active conductors (rods) located in the lower parts of the grooves of the core closer to the back (yoke) of the core form the lower layer of the winding. The conductors of the frontal parts (jumpers) of the winding located at the ends of the core include conductors between the rods of the coils connected into coil groups, the conductors for connecting the coil groups, as well as the conductors of the terminals of the winding phases. At the same time, at least most of the frontal conductors have cross-sectional areas, in the places of their connection with the rods, less than the cross-sectional area of the connected winding rods averaged over the length of the groove. At the same time, the junction points of the said jumpers with the rods of the upper layer of the winding are located on the tooth surface of the core, and the joints of the jumpers with the rods of the lower layer of the winding are located on the back (yoke) of the core. The conductors of the terminals of the winding phases also have cross-sectional areas at their junctions with the rods less than the cross-sectional area averaged over the length of the groove of the rods with which they are connected.
Нахождение в каждом из пазов прямоугольной формы сердечника этой электрической машины двух активных проводников (стержней) не позволяет выполнить машину на значительные рабочие напряжения. Расположение мест соединений лобовых проводников (перемычек) с активными проводниками верхнего слоя обмотки со стороны зубцовой поверхности сердечника, а мест соединений лобовых проводников со стержнями нижнего слоя обмотки со стороны спинки сердечника не позволяет разместить проводники, соединяющие ветви фаз обмотки, над зубцовой зоной, что увеличивает объем лобовых частей и корпуса. Это увеличивает также расход материала на изготовление обмотки и корпуса машины, уменьшает КПД.The presence in each of the grooves of the rectangular shape of the core of this electric machine of two active conductors (rods) does not allow the machine to run at significant operating voltages. The location of the junctions of the frontal conductors (jumpers) with the active conductors of the upper layer of the winding from the side of the tooth surface of the core, and the joints of the frontal conductors with the rods of the lower layer of the winding from the side of the back of the core does not allow the conductors connecting the branches of the phases of the winding above the tooth zone, which increases volume of frontal parts and body. It also increases the consumption of material for the manufacture of the winding and the body of the machine, reduces the efficiency.
Технический результат - уменьшение объема и массы электрической машины, экономия материала и повышение КПД при увеличении рабочих напряжений.The technical result is a reduction in the volume and mass of an electric machine, material savings and increased efficiency with increasing operating voltages.
Технический результат достигается тем, что в энергоэффективной электрической машине, включающей сердечники статора и ротора, в пазах по крайней мере одного из которых расположена двухслойная волновая обмотка, которая содержит активные проводники верхнего слоя, расположенные в пазах ближе к зубцовой поверхности этого сердечника, и активные проводники нижнего слоя, расположенные в тех же пазах ближе к спинке этого сердечника, причем эти активные проводники размещены в пазах вертикально, а также содержит лобовые проводники, посредством которых соединены активные проводники витков и витковых групп обмотки, при этом площадь поперечного сечения по крайней мере большинства лобовых проводников, в местах их соединения с активными проводниками обмотки, меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения соединяемых активных проводников, причем выводы фаз упомянутой обмотки электрической машины, соединенные с активными проводниками, выполнены в виде проводников начал и концов фаз обмотки, в пазах по крайней мере одного сердечника электрической машины размещены четыре или более активных проводника, электрическая машина снабжена дополнительными лобовыми проводниками, посредством которых соединены активные проводники пазов, в которых расположены проводники начал фаз обмотки, с активными проводниками пазов, в которых расположены проводники концов одноименных фаз этой обмотки, при этом активные проводники, расположенные в одном пазу, соединены посредством лобовых проводников с активными проводниками одноименной фазы, расположенными в другом пазу, в обратной последовательности: по направлению чередования фаз первый проводник одного паза соединен с последним проводником другого паза, второй проводник одного паза соединен с предпоследним проводником другого паза, а последний проводник одного паза соединен с первым проводником другого паза, причем дополнительные лобовые проводники расположены над торцевой поверхностью зубцовой зоны сердечника с той частью пазов, где находится слой обмотки, активные проводники которого они соединяют, а места соединений лобовых проводников, посредством которых соединены активные проводники витков, в той части торцевой поверхности зубцовой зоны сердечника, над которым находятся лобовые проводники для соединения витковых групп обмотки, расположены со стороны центров пазов сердечника, а остальные места соединения лобовых проводников расположены: со стержнями верхнего слоя обмотки - со стороны зубцовой поверхности сердечника, а со стержнями нижнего слоя обмотки - со стороны спинки сердечника.The technical result is achieved by the fact that in an energy-efficient electric machine, including the stator and rotor cores, in the grooves of at least one of which is a two-layer wave winding, which contains active conductors of the upper layer located in the grooves closer to the tooth surface of this core, and active conductors the lower layer, located in the same grooves closer to the back of this core, and these active conductors are placed vertically in the grooves, and also contains frontal conductors, by the active conductors of the turns and winding groups of the winding are connected, wherein the cross-sectional area of at least most of the frontal conductors, at the points of their connection with the active conductors of the winding, is less than the cross-sectional area of the connected active conductors averaged over the length of the groove, and the phase outputs of the said windings of the electric machine connected to the active conductors are made in the form of conductors of the beginnings and ends of the winding phases, even in the grooves of at least one core of the electric machine If there are more or more active conductors, the electric machine is equipped with additional frontal conductors, through which the active conductors of the grooves, in which the conductors of the phases of the winding are located, are connected to the active conductors of the grooves, in which the conductors of the ends of the phases of the same winding are located, while the active conductors located in one groove connected by frontal conductors to active conductors of the same phase located in another groove in the reverse order: in the direction of black phase, the first conductor of one groove is connected to the last conductor of the other groove, the second conductor of one groove is connected to the penultimate conductor of the other groove, and the last conductor of one groove is connected to the first conductor of the other groove, with additional frontal conductors located above the end surface of the tooth zone of the core with that part the grooves where the winding layer is located, the active conductors of which they connect, and the joints of the frontal conductors by means of which the active conductors are connected ov, in that part of the end surface of the tooth zone of the core, above which the frontal conductors for connecting the coil groups of the winding are located, are located on the side of the centers of the grooves of the core, and the remaining joints of the frontal conductors are located: with the rods of the upper layer of the winding - on the side of the tooth surface of the core, and with rods of the lower layer of the winding - from the back of the core.
Пример конкретного выполнения изобретения иллюстрирует конструкция асинхронной машины, представленная на фиг.1, 2, 3, 4, 5.An example of a specific implementation of the invention is illustrated by the construction of an asynchronous machine, shown in figures 1, 2, 3, 4, 5.
На фиг.1 показана эскизная компоновка асинхронной машины с короткозамкнутым ротором, конструкция статора которой выполнена согласно предложению. Для асинхронной машины с фазным ротором согласно предложению может быть выполнена и конструкция ротора.Figure 1 shows a sketchy layout of an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor, the design of the stator which is made according to the proposal. For an asynchronous machine with a phase rotor according to the proposal, a rotor design can also be made.
На фиг.1 изображены: корпус асинхронной машины 1, статор машины 2, сердечник статора 3 с пазами 4. В пазах 4 сердечника 3 расположена обмотка статора 5. Изображен также ротор 6 с короткозамкнутой обмоткой, который закреплен на валу 7 и может вращаться в подшипниках 8. На фиг.1 показаны также проводники выводов фаз 9 обмотки статора 5.Figure 1 shows: the casing of an asynchronous machine 1, the stator of the
На фиг.2 показана схема обмотки статора 5 асинхронной машины, эскизная компоновка которой представлена на фиг.1. Эта схема соответствует четырехполюсной трехфазной волновой обмотке с диаметральным шагом. Обозначения на схеме соответствуют технической литературе, например - Вольдек А.И. Электрические машины, Л., 1978, с.497-499. Как видно, сердечник статора имеет 12 пазов, которые пронумерованы в центре чертежа в направлении чередования фаз. Сплошными линиями в пазах обозначены активные проводники верхнего слоя обмотки 10, а пунктиром - активные проводники нижнего слоя обмотки 11. На фиг.2 показаны также лобовые проводники 12, соединяющие отдельные активные проводники витков, а также показаны лобовые проводники 13 (пунктирными линиями), соединяющие витковые группы. Сплошными утолщенными линиями обозначены дополнительные лобовые проводники 14, соединяющие ветви фаз обмотки 5. Выводы 15 фаз обмотки статора имеют следующие обозначения: начало и конец первой фазы обозначены U1, U2, начало и конец второй - V1, V2, третьей - W1, W2.Figure 2 shows a diagram of the stator winding 5 of an asynchronous machine, a sketch layout of which is presented in figure 1. This circuit corresponds to a four-pole three-phase wave winding with a diametrical pitch. 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 12 grooves, which are numbered in the center of the drawing in the direction of phase rotation. The solid lines in the grooves indicate the active conductors of the upper layer of the winding 10, and the dotted lines indicate the active conductors of the lower layer of the
На фиг.3 показан вид статора 3 предложенной асинхронной машины со стороны выводов фаз 15 обмотки статора. Лобовые части отдельных фаз выделены оттенками серого цвета. Показано поперечное сечение 16 пазов 4, имеющее прямоугольную форму. В пазах 4 расположены активные проводники 10 верхнего слоя обмотки и активные проводники 11 нижнего слоя обмотки. Активные проводники 10 и 11 имеют прямоугольное поперечное сечение, а их высота близка к половине высоты пазов 4. Активные проводники 10 и 11 в пазах разделены межвитковой изоляцией 17. Площади сечения 18 лобовых перемычек 12, 13 и 14 в местах их соединения с активными проводниками 10, 11 в два раза меньше площадей поперечных сечений этих активных проводников. На фиг.3 показаны также лобовые проводники 12, соединяющие активные проводники витков, и лобовые проводники 13, соединяющие витковые группы, которые расположены над зубцовой зоной сердечника статора 3. Показаны также дополнительные лобовые проводники 14 для соединения ветвей фаз, которые соединяют активные проводники 10 тех пазов, в которых расположены проводники начал фаз обмотки (пазы 1, 5, 9), с активными проводниками пазов, в которых расположены проводники концов одноименных фаз этой обмотки (пазы 4, 8, 12). Например, активные проводники 10 первого паза (с проводником начала фазы U1) с активными проводниками 10 четвертого паза (с проводником конца фазы U2). Эти дополнительные лобовые проводники 14 расположены над торцевой поверхностью зубцовой зоны сердечника 3 с теми частями пазов 4 (на фиг.1, с верхними частями пазов 1, 2, 3, 4), где находится слой обмотки (слой активных проводников 10), проводники которого они соединяют.Figure 3 shows a view of the
В случае нахождения проводников выводов фаз 9 в нижнем слое обмотки дополнительные лобовые проводники 14 расположены над торцевой поверхностью зубцовой зоны сердечника 3 с нижними частями пазов 4 (например, пазов 1, 2, 3, 4), где находится слой обмотки (слой активных проводников 11), проводники которого они соединяют.If the conductors of the terminals of the
При этом, места соединений лобовых проводников 12 с активными проводниками 10, 11, расположенные в той части торцевой поверхности зубцовой зоны сердечника 3, над которым находятся лобовые проводники 14 для соединения ветвей фаз, расположены со стороны центров пазов 4 сердечника 3.Moreover, the joints of the
На фиг.4 показан вид сечения А-А, части сердечника 3 с четырьмя пазами 4, активными проводниками 11 и лобовыми проводниками 13.Figure 4 shows a section view aa, part of the
На фиг.4 также показано, что активные проводники 11 верхнего слоя обмотки 3, расположенные в одном пазу (девятом, на фиг.4), соединены с активными проводниками 11 одноименной фазы (фазы W), расположенными в другом пазу (шестом, на фиг.4), в обратной последовательности: первый (по направлению чередования фаз и пазов) проводник 19 девятого паза соединен с третьим (последним) проводником 20 шестого паза, второй проводник 21 девятого паза соединен со вторым 22 (предпоследним) проводником шестого паза, а третий 23 (последний) проводник девятого паза соединен с первым 24 проводником первого паза. Такая последовательность соединений проводников соблюдается при соединении активных проводников 10 и 11 одноименных фаз лобовыми проводниками 12, 13 и 14.Figure 4 also shows that the
На фиг.4 также показана пазовая изоляция 23 и межвитковая изоляция 17, а также зазоры 26 между лобовыми проводниками 13.Figure 4 also shows the
На фиг.5 показан вид активной части статора 2 асинхронной машины со стороны, противоположной стороне, представленной на фиг.3. На этой стороне находятся только лобовые проводники 12, соединяющие активные проводники витков обмотки 5. Показаны лобовые проводники 27 фазы U, лобовые проводники 28 фазы V и лобовые проводники 29 фазы W, которые соединяют активные проводники 10 с активными проводниками 11 в пазах 4. Обратная последовательность соединений проводников одноименных фаз соблюдается и при соединении активных проводников 10 и 11 лобовыми проводниками 27, 28, 29.Figure 5 shows a view of the active part of the
Работает предложенная энергоэффективная электрическая машина следующим образом.The proposed energy-efficient electric machine works as follows.
Фазы обмотки 5 статора электрической машины соединяют в звезду (объединяют выводы U2, V2, W2) или в треугольник (соединяют U2 с V1, V2 с W1, W2 с U1). На выводы фаз обмотки 5 подают трехфазное напряжение источника переменного тока. В проводниках фаз U, V, W обмотки 5 возникает трехфазная система токов, которая образует вращающееся магнитное поле в сердечниках статора 2 и ротора 6, так как эти фазы обмотки 5 сдвинуты на 120 электрических градусов (см. фиг.2). На проводники обмотки ротора 6, например, проводники короткозамкнутой обмотки, действуют силы, создающие электромагнитный момент. Электрическая машина начнет работать в режиме двигателя - ротор будет вращаться под действием электромагнитного момента, создаваемого взаимодействием вращающегося магнитного поля и токов в обмотке ротора.The phases of the stator winding 5 of the electric machine are connected in a star (combine the findings of U2, V 2 , W 2 ) or in a triangle (connect U 2 with V 1 , V 2 with W 1 , W 2 with U 1 ). At the conclusions of the phases of the winding 5 serves a three-phase voltage of the AC source. In the conductors of the phases U, V, W of the winding 5, a three-phase current system arises, which forms a rotating magnetic field in the cores of the
Возможна работа предложенной электрической машины в генераторном режиме. В этом случае для асинхронной машины вращение магнитного поля в магнитопроводе этой машины, созданного обмоткой 5, происходит медленнее вращения ротора. Вращение магнитного поля приводит к образованию в обмотке 5 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, поступающую к потребителю.Possible operation of the proposed electric machine in generator mode. In this case, for an asynchronous machine, the rotation of the magnetic field in the magnetic circuit of this machine, created by the winding 5, is slower than the rotation of the rotor. The rotation of the magnetic field leads to the formation in the winding 5 of a three-phase EMF system. 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 supplied to the consumer.
Таким образом, предложение работоспособно в двигательном и генераторном режимах электрической машины. Максимальный эффект достигается при изменении согласно изобретению конструкции статора и ротора машины. Оно позволяет уменьшить длину лобовых проводников для соединения ветвей фаз обмоток статора и ротора электрической машины, что приводит к уменьшению объема и массы меди обмоток. Уменьшаются активные сопротивления этих проводников, следовательно, снижаются потери в обмотках. Также уменьшаются и индуктивные сопротивления фаз обмоток, что связано с расположением проводников для соединения ветвей фаз над торцевой поверхностью зубцовой зоны сердечника, обладающей меньшей усредненной магнитной проницаемостью. Последнее приводит к увеличению максимального вращающего момента электрической машины.Thus, the proposal is operational in the motor and generator modes of an electric machine. The maximum effect is achieved when the design of the stator and rotor of the machine is changed according to the invention. It allows reducing the length of the frontal conductors for connecting the branches of the phases of the stator windings and the rotor of the electric machine, which leads to a decrease in the volume and mass of the copper of the windings. The active resistances of these conductors are reduced, therefore, losses in the windings are reduced. The inductive resistances of the phases of the windings are also reduced, which is associated with the location of the conductors for connecting the phase branches above the end surface of the tooth zone of the core, which has a lower average magnetic permeability. The latter leads to an increase in the maximum torque of the electric machine.
Таким образом, предложенная конструкция электрической машины позволяет, при увеличении числа витков в фазах обмоток, увеличить рабочие напряжения, обеспечить уменьшение массы меди обмоток, снижение электрических потерь машины при увеличении выходной мощности, что приводит к увеличению ее КПД. Кроме того, уменьшение объема лобовых частей обмоток машины, достигаемое изобретением, позволяет уменьшить длину корпуса этой машины, что экономит конструкционные материалы.Thus, the proposed design of the electric machine allows, with an increase in the number of turns in the phases of the windings, to increase the operating voltage, to reduce the mass of copper of the windings, to reduce the electrical losses of the machine with an increase in the output power, which leads to an increase in its efficiency. In addition, the reduction in the volume of the frontal parts of the windings of the machine, achieved by the invention, allows to reduce the length of the casing of this machine, which saves structural materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133418/07A RU2526835C2 (en) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Energy-efficient electrical machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133418/07A RU2526835C2 (en) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Energy-efficient electrical machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012133418A RU2012133418A (en) | 2014-02-10 |
| RU2526835C2 true RU2526835C2 (en) | 2014-08-27 |
Family
ID=50031997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012133418/07A RU2526835C2 (en) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Energy-efficient electrical machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526835C2 (en) |
Cited By (3)
| 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 |
| RU2658903C2 (en) * | 2015-10-05 | 2018-06-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient electric machine with non-traditional electromagnetic nucleus |
| RU2711084C1 (en) * | 2018-10-01 | 2020-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Electromechanical converter with liquid cooling and electronic control |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU135952A1 (en) * | 1960-06-20 | 1960-11-30 | Б.Н. Черныш | Wave rod winding |
| 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 |
| 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 |
| SU1561149A1 (en) * | 1987-10-05 | 1990-04-30 | Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Завода "Сибэлектротяжмаш" | Three-phase two-layer wave winding of ac electric machine |
| 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 |
-
2012
- 2012-08-03 RU RU2012133418/07A patent/RU2526835C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU135952A1 (en) * | 1960-06-20 | 1960-11-30 | Б.Н. Черныш | Wave rod winding |
| 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 |
| 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 |
| SU1561149A1 (en) * | 1987-10-05 | 1990-04-30 | Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Завода "Сибэлектротяжмаш" | Three-phase two-layer wave winding of ac electric machine |
| 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 (3)
| 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 |
| RU2658903C2 (en) * | 2015-10-05 | 2018-06-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Energy-efficient electric machine with non-traditional electromagnetic nucleus |
| RU2711084C1 (en) * | 2018-10-01 | 2020-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Electromechanical converter with liquid cooling and electronic control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012133418A (en) | 2014-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5840295B2 (en) | Rotating electric machine | |
| US10523074B2 (en) | Electrical energy conversion system in the form of an induction motor or generator with variable coil winding patterns exhibiting multiple and differently gauged wires according to varying braid patterns | |
| JP6120987B2 (en) | Armature of electric machine | |
| JP5924710B2 (en) | Rotating electric machine | |
| US4038575A (en) | Multi-phase generator | |
| WO2017101637A1 (en) | Motor stator, permanent magnet generator | |
| KR101247085B1 (en) | Two conductor winding for an induction motor circuit | |
| WO2013183630A1 (en) | Stator for rotating electric machine and method for manufacturing stator for rotating electric machine | |
| CN112640262A (en) | Stator for an electric machine | |
| US7750525B2 (en) | Electric rotating machine | |
| CN105576929A (en) | AC brushless electro-magnetic starter generator employing concentrated windings | |
| RU2526835C2 (en) | Energy-efficient electrical machine | |
| US20180041083A1 (en) | Stator for an electrical machine | |
| RU2275729C1 (en) | Electrical machine winding | |
| CN202550698U (en) | A polyphase electromechanical machine with a phase winding formed by different conductor materials, and a stator | |
| RU2509402C1 (en) | Winding of electric machine | |
| US20230089931A1 (en) | Continuous wave-winding for stator | |
| CN108390537A (en) | Non-overlapping winding bilateral exchange linear motor | |
| JP2005124375A (en) | Armature for rotating electric machine | |
| RU2602511C1 (en) | Energy-efficient electrical machine with compact end parts of winding | |
| CN206490509U (en) | With the alternating current generator without End winding for returning magnetic circuit stator core | |
| CN113036954A (en) | Double-winding stator and permanent magnet motor | |
| CN201766480U (en) | Permanent magnetic two-pole switch reluctance motor | |
| RU199115U1 (en) | FAIL-SAFE FIVE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR WITH COMBINATION WINDING | |
| RU2249903C1 (en) | Stator winding of dual-speed induction generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140819 |