SU1130953A1

SU1130953A1 - Combined winding for electric machine

Info

Publication number: SU1130953A1
Application number: SU802937888A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Попов; Рубен Манукович Манукян; Сергей Григорьевич Амамчян
Original assignee: Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова; Армянский Электромашиностроительный Завод Им.В.И.Ленина
Priority date: 1980-05-05
Filing date: 1980-05-05
Publication date: 1984-12-23

Abstract

ЭЛЕКТРОМАШЙННАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА, например, дл синхронных мащин с возбуждением от третьей гармоники пол , трехфазна , двухслойна , выполненна .ий пространственно сдви- нутых катушечных групп и соединенна в две параллельные ветви, начала которых образуют зажимы фаз дл полюсности р ,а конць подключены к даум нулевым выводам вл ющимс зажимами дл полюсности Зр, причем параллельные ветви выполнены с различными шагакш и числами витков так, что произведени их обмоточных коэффициентов на числа витков дл полюсности р равны, а дл Зр различны мезвду собой, отличающа с тем, что, с целью упрощени конструкции, увеличени использовани меди и расширени применени путем выполнени в 39 пазах, обмотка содержит 12 катушечных групп с концентрическими катушками, группы с номерами I, 5, 9 вл ютс началами фаз и выполнены из четырех катушек с шагами по пазам v 10-20-1) , а остальные группы - из трех катушек с ELECTROMASH COMPLETE COUPLING, for example, for synchronous third-harmonic masks, the field is three-phase, two-layered, made of their spatially shifted coil groups and connected into two parallel branches, the beginnings of which form phase clamps for polarity p and the end connected to daum zero pins which are clamps for polarity Sr, and the parallel branches are made with different shags and numbers of turns so that the products of their winding coefficients by the number of turns for polarity p are equal, and L Zr is different between each other, characterized in that, in order to simplify the design, increase the use of copper and expand the application by performing in 39 slots, the winding contains 12 coil groups with concentric coils, the groups with numbers I, 5, 9 are the beginning of the phases and made of four coils with steps along the slots v 10-20-1), and the remaining groups of three coils with

Description

Изобретение относитс к обмоткам электрических машин переменного тока и может примен тьс , например, в син хронных машинах с возбуждением от третьей гармоники пол , одномашинных преобразовател х частоты и числа фаз и др. Известны совмещенные обмотки элек трических машин переменного тока, выполненные в виде параллельных ветвей полюсности р, кажда из которых содержит пространственно сдвинутые катушки и имеет выводы средних точек вл ющихс зажимами начал фаз полюсности р. Угол между ос ми катушек одной и той же ветвл составл ет . 2J . . -рад , а числа витков в катушке пропорциональны углу сдвига ее относительно оси ветви l}. Недостатки их - сложность конструк ции, большие потери от уравнительных токов в ветв х и ограниченна област применени . Известны и трехфазно однофазные совмещенные обмотки с отношением Pj/Ri 6, выполненные из равномерно распре деленных катушечных групп, соединенных в фазах в две параллельные ветви с нулевыми выводами, вл ющимис зажимами дл Полюсности pj 2. Недостатки их - ограниченное npiiмененне , Наибол1ее близкой к изобретению вл етс синхронна электрическа машина с возбуждением от третьей гармоники пол , содержаща на статоре совмещенную обмотку, выполн ющую функции трехфазной основной с- полюс- ностью р и однофазной дополнительной с полюсностЬю Эр обмоток. Она выпол- н етс с двум параллельными ветвЯйи соедин етс в звезду с нулевыми выво дами, подключенными через выпр мител к обмотке возбуждени ротора, и ее параллельные ветви выполн ютс с раз личными шагами и числами витков так, что произведени их обмоточных коэффициентов на числа витков дл полюс- ности р равны, а дл Зр - различны между собой 33. Недостатками известной обмотки вл ютс сложность конструкции и тех нологии изготовлени из-за неравномерного распределени разношаговых катушек, неравномерное и неполное заполнение пазового сло , низкий обмоточный коэффициент и плоха форма кривой НС дл полюсности 3 р, ограниченное применение из-за возможности выполнени обмотки лишь в 36 пазах. Цель изобретени - упрощение конструкции , повышение использовани меди и расширени применени путем выполнени в 39 пазах. Указанна цель достигаетс тем, что обмотка содержит 12 катушечных групп с концентрическими катушками, группыс номерами 1, 5, 9 вл ютс началами фаз и выполнены из четырех хатугаек с шагами по пазам у, (i -I ), а остальные группы - из трех катушек с У; 9-2(-1), катушки каждой группы соединены в две подгруппы и перва подгруппа групп 1,5,9 содержит наружную и соседнюю с ней катушки , а других групп - наружную катушку , втора подгруппа - остальные катушки группы, причем в одной ьетви . соединены последовательно подгруппы первые и в другой - вторые соответствующих групп фазы, а числа витков катушек, начина с наружной, наход тс в отношении W : 1,,586 WK дл групп I, 5, 9 и 1,,586W дл групп 3, 7, П, где , , 2,3,4 - номер катушки в группе, W - число витков катушек четных групп. На (Jftir. 1 изображе а развернута схема предлагаемой обмотки; на фиг.2 и 3 - диаграмма сдвига осей катушечных групп и диаграмма ЭДС фазы обмотки соответственно дл полюсности и . , Обмотка (фиг.и выполнена с трехфазной-, двухслойной в 39 пазах и содержит12 катушечных групп с номерами от 1 до 12. Группы с номерами 1, 5. 9 вл ютс началами фаз и выполнены из 4-х концентрических катушек с шагами по пазам Vj 10-2 (i-l| 10, 8, 6, 4, а остальные группы из трех катушек с v, (l-l)9, 7, 5, где номер катушки в группе. Катушки каждой группы соединены в подгруппы и перва подгруппа групп 1,5, 9 содержит наружную и соседнюю с ней катушки-, а других групп - наружную катушку, втора подгруппа остальные катушки группьк В одной ветви фазы С Г соединены последовательно подгруппь первых групп 1, 4, 7, 10, а в другой - вторые тех же групп. Начала ветвей образуют зажим фазы С1 с полюсностью , а концы подклю чены к двум нулевым выводам О и О, вл ющимс зажимами дл полюсности . Аналогично выполнены фаза С2 из групп 5, 8, II, 2иСЗиэ групп 9, J2, 3, 6. На диаграммах ЭДС (фиг.2 и 3) век тору ЭДС наружной катушки приписан номер группы, а каждой последующей катушки - тот же номер со штрихом, двум штрихами, трем штрихами. На фиг.2 показаны углы сдвига осе групп дл полюсностн , где d 4,615 эп.град., а на фиг.З - дл полюсности , где ,845 эл.град Величины векторов ЭДС катушбк пропорциональны коэффициентам укоро- чени : дл полюсности - ,999 ,961, ,823, 0,601 дл групп 1,5,9 и ,993,,903 ,721 - дл других групп, дл полюсности - ,993, К(р -0,663, .239, КУ,,935 дп групп 1, 5, 9 и К,,,935, Kl,,239, 0,663 - дл других групп. Из услови обеспечени одинакового числа витков 2W,( в каждом пазу, исход из расположени сторон катушек групп ветвей в пазах (фиг.1), принимаем число витков катушек начина с наружной, равныъш W, , WK WK-X дл групп 1, 5, 9 и Wjj+x, WK , дл групп 3, 7, 11. Значение х определ етс из услови равенства дл вет 534 вей произведени исход из диаграммы фиг.2: 0,999W/0,961 ()+2-0,993 00306+ +0,993( ,823-W K+0,601 (WK-X)+ +2.(0,903+0,721|WKCOSo +a,903WK+0,721 , откуда наход т ,414W. Диаграмма ЭДС фазы С дл полюсности построена на фиг.З, Обмоточный коэффициент дл полюсности , определ емый из диаграмм фиг.З, равен 0,525. На фиг.1 верхний р д стрелок показывает направлени токов при пита НИИ обмотки через вывода С1, С2 СЗ трехфазным током (дл момента времени , когда ток в фазе С1 имеет максимальное значение), а нижний р д при питании обмотки через нулешле выводы однофазным током. По сравнению с известной обмоткой, выполненной с в 36 пазах с шагами катушек больших 8 и малых и имеющей К 0,881, ,244, в предлагаемой обмотке, выполненной в 9 пдзах, использование меди в ( О,883:0,(о,881:0,244)2,16 раза вывае. Кроме того, предлагаема обмотка проще в изготовлении, имеет равномер ное-и полное заполнеиие пазового сло , лучшую форму кривой НС дл полюсности , чем известна обмотка .The invention relates to windings of electric machines of alternating current and can be used, for example, in synchronous machines with third-harmonic field excitation, single-machine frequency converters and number of phases, etc. The combined windings of electric machines of alternating current known as parallel branches are known. p polarities, each of which contains spatially shifted coils and has the findings of the midpoints being the clamps of the beginning of the phases of polarity p. The angle between the axes of the coils of the same branch is. 2J. . -rad, and the number of turns in the coil is proportional to the angle of its shift relative to the axis of the branch l}. Their disadvantages are the complexity of the design, large losses from the balancing currents in the branches, and limited scope. The three-phase single-phase combined windings with the ratio Pj / Ri 6 are also known, made of uniformly distributed coil groups connected in phases into two parallel branches with zero leads, which are clips for the Polarity pj 2. Their disadvantages are limited to npiimeny, The most close to the invention is a synchronous electric machine with excitation from the third harmonic field, containing a combined winding on the stator, performing the functions of a three-phase main with pole p and a single phase with pole pole windings. It is performed with two parallel branches connected to a star with zero leads connected via a rectifier to the excitation winding of the rotor, and its parallel branches are performed with different steps and numbers of turns so that their winding coefficients by the number of turns for polarity, p are equal, and for sp, they are different among themselves. 33. The disadvantages of the known winding are the complexity of the design and manufacturing technology due to the uneven distribution of the different-step coils, the uneven and incomplete filling of the grooves. This layer has a low winding ratio and a poorly shaped HC curve for 3 p poles, limited application due to the possibility of winding only 36 slots. The purpose of the invention is to simplify the design, increase the use of copper and expand the application by making in 39 slots. This goal is achieved by the fact that the winding contains 12 coil groups with concentric coils, the groups with numbers 1, 5, 9 are the beginning of the phases and are made of four katugaek with steps along the grooves y, (i-I), and the remaining groups of three coils with Y; 9-2 (-1), the coils of each group are connected in two subgroups and the first subgroup of groups 1,5,9 contains the outer and adjacent coils, and the other groups the outer coil, the second subgroup contains the remaining coils of the group, and . The first subgroups are connected in series and in the second the second corresponding groups of the phase, and the numbers of turns of the coils, beginning with the outer, are in the ratio W: 1,, 586 WK for groups I, 5, 9 and 1,, 586W for groups 3, 7 , P, where,, 2,3,4 is the coil number in the group, W is the number of turns of the coils of even groups. On (Jftir. 1 image and a diagram of the proposed winding is unfolded; FIGS. 2 and 3 are the shift diagrams of the axes of the coil groups and the EMF diagram of the phase of the winding, respectively, for polarity and., Winding (Fig. And made with three-phase, two-layer in 39 slots and contains 12 coil groups with numbers from 1 to 12. Groups with numbers 1, 5. 9 are the beginning of the phases and are made of 4 concentric coils with steps along the slots Vj 10-2 (il | 10, 8, 6, 4, and the remaining groups of three coils with v, (ll) 9, 7, 5, where the coil number in the group. The coils of each group are connected into subgroups and the first subgroups groups 1,5, 9 contains the outer coil and the coil adjacent to it, and the other groups the outer coil, the second subgroup and the other coils are grouped. In one branch of the phase C G the subgroup of the first groups 1, 4, 7, 10 is connected in series, the second of the same groups. The beginnings of the branches form the clamp of the C1 phase with the polarity, and the ends are connected to two zero terminals O and O, which are the terminals for the polarity. Similarly, the C2 phase is made of groups 5, 8, II, 2 and C3 of the groups 9, J2, 3, 6. In the diagrams of the EMF (Figures 2 and 3), the vector of the outer coil EMF is assigned a group number, and each coil - the same number with a stroke, two strokes, three strokes. Figure 2 shows the shear angles of the group axis for poles, where d is 4.615 ep.grad, and fig.Z is for poles, where, 845 el.grad The magnitudes of the EMF coil are proportional to the shortening coefficients: for polarity,, 999 , 961,, 823, 0.601 for groups 1.5.9 and, 993,, 903, 721 - for other groups, for pole positions -, 993, K (p -0.663, .239, KU, 935 dp groups 1, 5, 9 and K ,,, 935, Kl ,, 239, 0.663 - for other groups. From the condition of providing the same number of turns 2W, (in each slot, starting from the arrangement of the sides of the coils of the branch groups in the slots (Fig. 1), we take the number of turns of the coils starting from the outside, equal to W,, WK WK- X for groups 1, 5, 9 and Wjj + x, WK, for groups 3, 7, 11. The value of x is determined from the condition of equality for the 534 way of output from the diagram in FIG. 2: 0.999W / 0.961 () +2 -0.993 00306+ + 0.993 (, 823-W K + 0.601 (WK-X) + + 2. (0.903 + 0.721 | WKCOSo + a, 903WK + 0.721, from where they find, 414W. Phase C emf for polarity is built on FIG. 3, Winding coefficient for pole position, determined from the diagrams of FIG. 3, is equal to 0.525. In Figure 1, the upper row of arrows shows the direction of the currents at the power supply of the research institute winding through the C1, C2 SZ terminals with three-phase current (for the point in time when the current in the C1 phase has the maximum value), and the bottom row with the winding fed through the zero-phase current . Compared with the known winding, made in 36 slots with steps of coils large 8 and small and having K 0.881,, 244, in the proposed winding, made in 9 pdzah, the use of copper in (O, 883: 0, (o, 881: 0.244) 2.16 times the pile. In addition, the proposed winding is simpler to manufacture, has a uniform and full filling of the groove layer, the best form of the HC curve for polarity than the known winding.

6(Г 86 (G 8

10 410 4

uz.Zuz.Z

-7-7

-Г-G

-1 f-1 f

CtCt

.HffФиг .З.Hfffig .3

Claims

ELECTROMATIC COMBINED WINDING, for example, for synchronous machines with excitation from the third harmonic of the field, three-phase, two-layer, made of spatially shifted coil groups and connected in two parallel branches, the beginnings of which form phase clamps for the pole p, and the ends are connected to two zero outputs, which are clamps for the polarity of Zp, and parallel branches are made with different steps and numbers of turns so that the products of their winding coefficients by the number of turns for the pole p are equal, £ for Zp different from each other, characterized in that, in order to simplify the design, increase the use of copper and expand the application by performing in 39 grooves, the winding contains 12 coil groups with concentric coils, groups with numbers 1, 5, 9 are the beginning of phases and are made of four reels with groove steps y. = 10-

2 (i-11, and the remaining groups of three coils with Sj = 9-2 (1-1), the coils of each group are connected into two subgroups and the first subgroup of groups 1,5, 9 contains the outer and adjacent coils, and of other groups - the outer coil, the second subgroup - the remaining coils of the group, and in one branch the first subgroups are connected in series and in the second - the second of the corresponding phase groups, and the number of turns of the coils, starting from the outer, are in the ratio W _K : 1,414 W _k : Μ _κ : 0.586ΐν * for groups 1, 5, 9 and 1.414W _K : W _K : 0.586W _k for groups 3, 7, And, where p = 2, 1 = 1.2,

3,4 is the number of coils in the group, W _K is the number of coils of the coils of even groups.