SU1072182A1

SU1072182A1 - Joint winding of electrical machine stator (its versions)

Info

Publication number: SU1072182A1
Application number: SU823519604A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Попов
Original assignee: Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1984-02-07

Abstract

1. Совмещенна электромашинна обмотка статора,выполненна в 21р . Пазах из Gjs распределенных катушечных групп с концентрическими катушками , с номерами групп в фазах l-v3 3-v3k, и с соединением фаз в две параллельные звезды,.нулевые выводи которых образуют два дополнительных зажима дл полюсноети Зр катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в фазе соединены после довательно: первыеподгруппы групп ti 2 в .ветвь одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь той же фазы другой звезды со встречным включением катушек четных групп, от л и чающа с тем, что, с целью уменьшени расхода меди и улуч1иени параметров , нечетные группы выполнены из двух катуиюк с шагами по пазам и 7, а четные - из трех катушек с у 8, 6, 4, перва подгруппа нечетшдх групп содержит наружную катушку, втора подгруппа четных групп - среднюю и внутреннюю, катушки внутренн дл нечетных и наружна дл четных групп фазы соединены последовательно в р допоУгнительные ветви,начала которых образу- § ют зажим фазы, а концы соединены вместе и подключены к началам ветвей из первых и вторых подгрупп. фазы, концы которых подключены к указанным дополнительным зажимам, причем катушки наружна дл нечетных 5 и внутренн дл четных групп выполнены однослойныпи и имеют число витков 1. Combined electric machine stator winding, made in 21р. The grooves of Gjs distributed coil groups with concentric coils, with group numbers in the phases l-v3 3-v3k, and with the connection of the phases into two parallel stars, the zero outputs of which form two additional clamps for the polarity Zr of the coils of each group are divided into subgroups and in phase are connected successively: the first subgroups of the ti 2 groups are in the branches of one star, the second subgroups are in the branch of the same phase of another star with counter-switching on the coils of even groups, so that, in order to reduce copper consumption and improve the parameters, n Odd groups are made of two catuits with groove and 7 steps, and even ones are made of three coils with 8, 6, 4, the first subgroup of odd groups contains an outer coil, the second subgroup of even groups is middle and inner, the coils are internal for odd and outer for even groups, the phases are connected in series into p supplementary branches, the beginnings of which form a phase clamp, and the ends are connected together and connected to the beginnings of the branches from the first and second subgroups. phases, the ends of which are connected to the indicated additional terminals, the coils being outer for odd 5 and inner for even groups are made single-layer and have the number of turns

Description

2. Совмещенна электромашинна обмотка статора, выполненна в 21р пазах из 6р распределенных катушечных групп с концентрическими катушками , с номерами групп в фазах 3+3k; 5-t-3k и с соединением фаз в две параллельные звезды, ну-. левые выводы которых образуют два дополнительных зажима полюсности ,3р, катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в фазе соединены последовательно: первые подгруппы групп в ветвь одной звезда, вторые подгруппы в ветвь той же фазы другой звезды со встречным включением катушек четных групп, отличающа с тем, что, с целью уменьшени расхода меди и улучшени параметров, группы выполнены из трех катушек с шагами по па зам у 9,7,5 дл нечетных и у 8,6,4 дл четных групп, перва подгруппа нечетных и четных групп содержит наружную катушку, втора подгруппа четных групп - среднюю и внутреннюю, катушки средн и внутренн нечетных групп соединены в фазе согласно в р дополнительные ветви, начала кото- рых образуют зажим фазы, а концы соединены вместе и подключены к началай ветвей из первых и вторых подгрупп фазы, концы которых подключены к укй ванным дополнительным зажимам, причем внутренн катушка четных групп выполнена однослойной и имеет вдвое большее число витков, чем остальные катушки, выполненные двухслойными.2. Combined electric machine stator winding, made in 21p slots of 6p distributed coil groups with concentric coils, with group numbers in 3 + 3k phases; 5-t-3k and with the connection of the phases into two parallel stars, well-. the left terminals of which form two additional terminals of polarity, 3p, the coils of each group are divided into subgroups and in phase are connected in series: the first subgroups of the groups in the branch of one star, the second subgroups in the branch of the same phase of the other star with the opposite inclusion of the coils of even groups, different that, in order to reduce copper consumption and improve the parameters, the groups are made of three coils with steps along the steps of 9,7,5 for odd and 8,6,4 for even groups, the first subgroup of even and even groups contains an outer coil second in The group of even groups is middle and internal, the coils of middle and internal odd groups are connected in phase according to p additional branches, the beginnings of which form a phase clamp, and the ends are connected together and connected to the top of the first and second phase subgroups, the ends of which are connected to these additional clamps, the inner coil of even groups is made single-layer and has twice the number of turns than the other coils made of two-layer ones.

; 1 , , Изобретение относитс к обмоткам совмещенных электрических машин и может примен тьс -, например, в си-нх ронных машинах с возбуждением от третьей гармоники пол , в одномашин ных преобразовател х частоты и числа фаз и др. Известны электромашинные совмеще ные обмотки, выполненные из 12 пространственно распределенных катушеч ных групп, соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала кото рых образуют трехфазные зажимы дл полюсности р 1, а концы подключены к двум дополнительном выводам дл полюсности бр 6 . Недостатком таких обмоток вл ет с ограниченное применение. Известна также совмещенна обмот ка статора синхронной машины с возбуждением от третьей гармоники пол выполненна из пространственно распределенных катушек, срединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы дл -полюсности р , а концы подключены к двум дополнительным зажимам дл полюсности Зр, катушки . выполнены разновитковыМи и разношаговыми так, что произведени их чисел витков на обмоточный коэффициент в ветв х дл полосности р равны 2 Недостатками данной обмоткИ вл ютс сложность конструкции и ИЗГО7 товлени из-за неравномерного распре делени разношаговых и разновитковых катушек, неравномерное и неполное заполнение пазового сло , низкий обмоточный коэффициент дл полюсности 3 р и др. Наиболее близкой к предлагаемой вл етс совмещенна обмотка статора , выполненна двухслойной в 21р пазах из бр распределенных катушеч- . ных групп с концентрическими катушками , соединенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы дл полюсности р , а концы подключены к дополнительным зажимам дл полюсной- ти Зр, группы неч.е:тные содержат по четыре катушки с шагами по пазам у 10-2{ i- 1) а четны© - три катущкйКл; с у 9-2( i-1), катушки каждойгpyjti разбиты на подгруппы и в одной ветий включены последввательно подгруппы первые, а другой ветви - подгруппы вторые соответствующих групп фазы, где V 1-4 - номер катушки в группе 3. - Недостаток известной обмотки состоит в низком обмоточном коэффициенте дл полюсности Зр, что увеличивает расход меди и ухудшает параметры цепи. Цель изобретени - уменьшение раб хода меди и улучшение параметров путем увеличени обмоточного коэффициента дл полюсности Зр. Указанна цель достигаетс тем, что в совмещенной электромашинной обмотке статора, выполненной в 21р пазах из б р распределенных катушечных групп с концентрическими катут ками , с номерами групп в фазах 143V, 343k, 5 + 3k и .с соединением Ф&з в две параЛлельные звездьт, нулевые выводы.которых образуют два дополнительных зажима дл полюсности Зр, катушки каждой группы разбиты на подгруппы и в фазе соепиненм послоповательно: первые подгруппы групп в ветвь одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь, той же фазы другой, звез ды со встречным включением катушек четных групп, нечетные группы выполнены из двух катушек с шагами по пазам у, 9. и 7, -а четные - из трех ка тушек с у 8,б,4/ перва подгруппа не четных групп содержит наружную катущ ку, втора подгруппа четных группсреднюю и внутреннюю, катушки внутренн дл нечетных и наружна дл четных групп фазы.соединены последовательно в р дополнительные ветви, начала .которьгх образуют зажим фазы/ а концы соединены вместе и подключены .к началам ветвей из первых и вторых подгрупп фазы, концы которых подключены к указанным дополнитель.ным зажимам, причтем катушки наружна дл нечетных и внутренн дл четных групп в.ыполнены однослойными и имеют число витков (1,9-2,0)Мц , число витков остальных двухелейных катушек групп. Указанна цель достигаетс также тем, что в совмещенной электромашинкой обмотке статора группы выполнены .из.трех катушек:с шагами по пазам 5j-,7,5 дл нечетных и Ij 8,6,4 дл четных групп, перва подгруппа нечетных и четных групп содёржи.т наружную катушку, втора подгруппа чётньЕ4 груп - среднюю и внутренннио ,, средн и внутренн катушки нечетных групп соединены в фазе /согласно параллельно в р дополнител ные ветви, начала которых образуйт зажим фазы, а концы соединены вмест и подключены к началам ветвей Из первых и вторых подгрупп фазы, концы . котЬрых подклйчены к указанньм допо нйтельным зажимам, причем внутренн катушка четных групп выполнена одно слойной и Имеет вдвое большее число Витков, чем остапьные катушки групп выполненные двухслойными, На фиг. 1 изображена схема предл гаемой обМоткй по первому варианту с на фиг. 2 - то же, по втором варианту; на фиг. 3 - диаграмма ,ЭДС дл полюсностй р 1 обмотки по перво му варианту; на фиг. 4 - то же, по второму варианту. . Обмотка (фиг.1 и 2) выполнена с, в пазах из распределенных катушечных групп с номерами от 1 до бис концентрическими к тушками. Она вл етс трехфазной дл полюсностй р 1 с номерами групп в и 4, и б, 54-5k и 2, где k 0,1,2 ,..., (2р-1) 0 и 1 фазы соединены в две параллельныезвезды (фиг.З и 4) , нулевые выводы 01 и 02 которых образуют два допол нительных зажима дл полюсностй . Катушки каждой группы разбиты на подгруппы и-в фазе соединены последовательно: первые подгруппы групп в ветвь одной звезды, вторые подгруппы - в ветвь той же фазы другой звезды .со встречным включением катушек четных групп по отношению к катушкам нечетных групп фазы (например, дл фазы 01 подгруппа групп 1 и 4 со встречным включением катушек группы 4). Начала фаз дл полюсностй р 1 обозначены как С1, С2, СЗ, а дополнительные выв оДы дл полюсностй как 01 и 02; Дл обмотки по первому варианту (фиг.1) нечетные группы выполнены И.З двух катушек с шагами по пазам 1)9и7, а четные --из трех катушек с ,6,4. Перва - подгруппа нечетных групп содержит наружную кат1тцку, а втора подгруппа четных групп - . среднюю и внутренюю. Катушки внутренн дл нечетных и наружна дл ) четных групп фазы соединены последовательно в р 1 дополнительную ветвь, начало которой образует зажим фазы, а конец подк5почен к началам ветвей .из первых и вторых пoдгpsmп фазы, концы которых подключены к дополнительным выводам .. Например, дл первой фазы картушки внутренн 1 и ftaружна 4 группы соединены последовательно (со Встречным вкж чением четной группы 4) в. ветвь, начало которой образует зажим фазы С1, а конец подключен к началам ветвей, одна из которых содержит.подгруппы первые , а друга - подгруппы вторые групп фазы; концы этих ветвей подключены к дополнительным зажимам 01-02 дл полюсностй . . Дл обмоткч по второму варианту (фиг,2) группы выполнены из трех катушек с ij 9,7,5 дл нечетных и ,6,4 дл четных - групп. Перва подгруппа нечетнЕЛх и четных групп содержит наружную катушку, а втора подrpyrtna четных групп - среднюю и внутреннюю . Средн и внутренн катушки нечетной группы фазы образуют .дополнительную ветвь (-фиг. 4), начало которой образует зажим фазы дл полюсностй р 1, а конец подключен к началам ветвей из первых и вторых подгрупп групп фазы и концы этих ветвей подключен) к дополнительным выводам 01-02. Стрелками на фиг. 1 и 2 показаны направлени токов: верхний р д - .при питании обмотки через выводы С1,С2, МЗ трехфазным током (), а нижний при питании обмотки через выводы 01-02 однофазным током (). На диаграммах (фиг.З и 4) векторам ЭДС первых подгрупп приписаны номера групп со штрихом, вторых подгрупп - с .двум штрихами, дл катушек дополнительной ветви - без штрихов.; 1, The invention relates to windings of combined electric machines and can be used — for example, in third-harmonic si-rh machines with a third-harmonic field, in one-machine frequency and number phase converters, etc. The electro-machine combined windings made are known From 12 spatially distributed coil groups connected in phases into two parallel branches, the beginnings of which form three-phase clamps for polarity p 1, and the ends connected to two additional terminals for polarity br 6. The disadvantage of such windings is of limited use. The combined winding of the stator of a synchronous machine with excitation from the third harmonic is also known. The field is made of spatially distributed coils, medially in phases in two parallel branches, the beginnings of which form three-phase clamps for polarity p, and the ends are connected to two additional clamps for polarity Zr, coils . made of different turns and raznogagovye so that the product of their number of turns on the winding factor in the branches for the emptyness of p is 2 The disadvantages of this winding are the design complexity and manufacturing due to the uneven distribution of the differently wound and differently wound coils, the uneven and incomplete filling of the groove, low winding ratio for 3 p polarity, etc. The closest to the proposed one is the combined stator winding, made two-layer in 21p grooves of br distributed coils. groups with concentric coils connected in phases into two parallel branches, the beginnings of which form three-phase clamps for polarity p, and the ends connected to additional clamps for polarity GF, the groups of none: the coils contain four coils with steps along the grooves y 10-2 {i- 1) and even © - three cutCles; с у 9-2 (i-1), the coils of each pyti are divided into subgroups and in one branch the subgroups include the first and the other branches - the second subgroups of the corresponding phase groups, where V 1-4 is the coil number in group 3. - Lack of known winding consists in a low winding coefficient for polarity Sr, which increases the consumption of copper and degrades the circuit parameters. The purpose of the invention is to reduce the working copper stroke and improve parameters by increasing the winding coefficient for polarity Sp. This goal is achieved by the fact that in the combined electromachine stator winding, made in 21p grooves from b distributed coil groups with concentric coils, with group numbers in phases 143V, 343k, 5 + 3k and with a connection F & , null pins. Which form two additional clamps for the polarity Zp, the coils of each group are divided into subgroups and in the soepinenm phase, step by step: the first subgroups of the groups in the branch of one star, the second subgroups - in the branch of the same phase of the other, stars with counter-switching coils of even groups, odd groups are made of two coils with steps along grooves y, 9. and 7, and even ones - of three coils with y 8, b, 4 / the first subgroup of even groups contain an outer coil, the second subgroup of even middle and inner groups, coils inner for odd and outer for even groups of phase. Additional branches are connected in series into p, beginning which form a phase clamp and the ends are connected together and connected to the beginning of the branches of the first and second phase subgroups, the ends of which are connected to indicated additional clamping , Prichta outer coils for the odd and even-numbered groups to the inner v.ypolneny unilamellar and have a number of coils (1.9-2.0) Mc, the number of turns remaining groups dvuheleynyh coils. This goal is also achieved by the fact that in the combined electric machine winding of the stator of the group, three coils are made: with steps along the slots 5j, 7.5 for odd and Ij 8.6.4 for even groups, the first subgroup of odd and even groups .t outer coil, the second subgroup of evenE4 groups - middle and inner, middle and internal coils of odd groups are connected in phase / in parallel along p additional branches, the beginnings of which form a phase clamp, and the ends are joined together and connected to the beginnings of branches. and second phase subgroups, conc s. which are connected to the specified additional terminals, the inner coil of even groups is made of one layer and has twice the number of turns than the coils of groups made of two layers, FIG. 1 shows the scheme of the proposed process according to the first embodiment of FIG. 2 - the same, according to the second option; in fig. 3 - diagram, EMF for the pole position p 1 of the winding according to the first variant; in fig. 4 - the same, according to the second option. . Winding (Fig.1 and 2) made with, in the slots of the distributed coil groups with numbers from 1 to bis concentric to the carcasses. It is three-phase for the p-1 poles with the numbers of the groups c and 4, and b, 54-5k and 2, where k 0,1,2, ..., (2p-1) 0 and 1 phases are connected into two parallel stars ( Figs. 3 and 4), the zero terminals 01 and 02 of which form two additional terminals for pole positions. The coils of each group are divided into subgroups and phase-connected in series: the first subgroups of the groups in the branch of one star, the second subgroups in the branch of the same phase of the other star. With the opposite inclusion of the coils of even groups with respect to the coils of odd groups of phase (for example, for phase 01 subgroup of groups 1 and 4 with the counter-inclusion of the coils of group 4). The beginning of the phases for poles p 1 denoted as C1, C2, NW, and additional conclusions for poles as 01 and 02; For the winding in the first embodiment (Fig. 1), the odd groups are made I.Z of two coils with steps along slots 1) 9 and 7, and even groups are made of three coils with, 6.4. The first - the subgroup of odd groups contains the outer category, and the second subgroup of even groups -. middle and inner. The coils are internal for odd and external for even phase groups are connected in series in p 1 an additional branch, the beginning of which forms a phase clamp, and the end is connected to the beginning of the branches from the first and second phases, the ends of which are connected to additional terminals .. For example, The first phase of the card is internally 1 and the outer 4 groups are connected in series (with counter-insertion of an even group 4) at. the branch, the beginning of which forms the phase C1 clamp, and the end is connected to the beginnings of the branches, one of which contains the first subgroups and the other subgroups of the second phase groups; the ends of these branches are connected to additional terminals 01-02 for pole positions. . For the winding according to the second variant (FIG. 2), the groups are made of three coils with ij 9.7.5 for odd and, 6.4 for even, groups. The first subgroup of odd and even groups contains an outer coil, and the second subgroup contains even and middle groups an inner coil. The middle and inner coils of the odd phase group form an additional branch (—fig. 4), the beginning of which forms a phase clamp for pole lengths p 1, and the end is connected to the beginnings of the branches from the first and second subgroups of the phase groups and the ends of these branches are connected) to additional terminals 01-02. The arrows in FIG. Figures 1 and 2 show the directions of the currents: the upper row - when the winding is powered through the C1, C2, and MZ terminals with a three-phase current (), and the lower one with the winding through the 01-02 outputs with a single-phase current (). In the diagrams (Fig. 3 and 4), the EMF vectors of the first subgroups are assigned numbers of groups with a stroke, the second subgroups with numbers of two strokes, for coils of an additional branch, without lines.

ЭДС подгрупп пропорционстльны коэффициентам укорочеНи их катушек, равным дл обмотки (фигЛ): дл р 1-Кцр 0,975 и 0,866 дл нечетных групп, КЧР 0,931; 0,782f 0,563 дл четных; дл и -0,782 и О - дл нечетных групп; Куэр -0,434; 0,434; 0,975 - дл четных.The emf of subgroups is proportional to the coefficients of the shortening of their coils, equal for winding (figl): for p 1-Crr 0.975 and 0.866 for odd groups, CRC 0.931; 0.782f 0.563 for even; for and -0.782 and O for odd groups; Couer -0.434; 0.434; 0.975 - for even.

Из услови равенства ЭДС ветвей параллельных звезд фазы наход т: О,-975 X О ,782-Ю ,563 к, откуда ,9, где за единицу прин то число витков даухслойных катушек: внутреичней дл нечетных и наружной и средней дл четных групп; х - число витков однослойных катушек: наружной дл нечетных и внутренней дл четных групп.From the condition of equality of the emf of the branches of the parallel stars of the phase, we find: O, -975 X O, 782-U, 563 k, from where, 9, where the number of turns of down-layer coils is taken as a unit: intrafarum for odd and outer and middle for even groups; x is the number of turns of single-layer coils: outer for odd and inner for even groups.

ЭДС дополнительной ветви пропорциональна 0,866+0,,797 и обмоточный коэффициент дл р 1 равен (1,797-1-1,852) (242:4) 0,829 р ; дл Зр 3 - К(55,р 0,823 (дополнительна ветвь выведена из цепи между выводами 01-02).The emf of the additional branch is proportional to 0.866 + 0,, 797 and the winding coefficient for p 1 is (1.777-1-1.852) (242: 4) 0.829 r; for Sp 3 - K (55, p 0.823 (the additional branch is derived from the circuit between pins 01-02).

Аналогично дл обмотки (фиг.2), у которой однослойна внутренн катушка четных групп имеет вдвое большее число витков по сравнению с остальными, двухслойньжии катушками, Similarly, for the winding (figure 2), in which a single-layer inner coil of even groups has twice the number of turns as compared to the other two-layer coils,

оьэр /72. 0,767;O'er / 72. 0.767;

По сравнению с известной обмоткой дл которой KO КО„Р 0,828-0,626, в предлагаемой обмотке по первому варианту расход мел:- меньше в 1,32 раза , а по второму - в 1,065 раза.Compared with the known winding for which KO KO „P 0.828-0.626, in the proposed winding in the first embodiment, the flow of chalk: - 1.32 times less, and the second - 1.065 times.

, ,

сгsg

J VJ v

ФигЛFy

Claims

COMBINED ELECTRIC MACHINE WINDING OF THE STATOR (ITS OPTIONS).

(57) 1. Combined 'electromachine, stator winding made in 21p. grooves of 6p distributed coil groups with concentric coils, with group numbers in phases 1 + Зк, ЗзЗк, 5 + Зк and connecting the phases into two parallel star-shaped leads, which form two additional clamps for the polarity of Зр, the coils of each group are divided into subgroups and optionally:

after groups of turns, where k = 0,1,2. - the number of pairs of poles.

in the phase, the first subgroups are connected to the branch of one star, the second subgroups to the branch of the same phase of the other. stars with the opposite inclusion of coils of even groups, with the fact that, in order to reduce copper consumption and improve parameters, the odd groups are made of two coils with groove steps y = 9 and 7, and even - from three coils with (j = 8, 6, 4, the first subgroup of odd groups contains an outer coil, the second subgroup of even groups contains an middle and inner, internal coils for odd and external for even groups phases are connected in series to p additional branches, the beginning which form a phase clamp, and the ends are connected together and connected to the beginnings of branches from the first and second subgroups.

. phases whose ends are connected to the indicated additional clamps, the outer coils for odd and the inner for even groups are single-layer and have a number of turns (1.9-2.0) Wr, and the remaining coils are double-layer and. have Άί k turns, where k = 0,1,2 ..., ^: (2p-1), p

Q

2. Combined electromachine stator winding, made in 21p grooves from 6p distributed coil groups with concentric coils, with group numbers in phases 1 + 3K; З + Зк; 5 + 3 k and with the phases connecting into two parallel stars, the zero terminals of which form two additional clamps of the pole, 3p, the coils of each group are divided into [subgroups and in phase are connected in series: the first subgroups of the groups in the branch of one star, the second subgroups in the branch of that the same phases of another star with the opposite inclusion of coils of even groups, characterized in that, in order to reduce copper consumption and improve parameters, the groups are made of three coils with groove steps y = 9.7.5 for odd and y = 8.6 , 4 for even groups, the first subgroup of odd and even groups contains an outer coil, the second subgroup of even groups middle and inner, coils middle and inner odd groups are connected in phase according to p additional branches, the beginnings of which form a phase clamp, and the ends are connected together and connected to the beginning of branches from the first and second phase subgroups, the ends of which are connected to the indicated additional clamps, and the inner coil of even groups is made single-layer and has twice as many turns than other coils made two-layer.