SU1156195A1

SU1156195A1 - Versions of combined stator winding for electric machine

Info

Publication number: SU1156195A1
Application number: SU833629676A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Попов; Игорь Александрович Гурьянов; Лев Николаевич Макаров; Игорь Михайлович Чебурахин
Original assignee: Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова; Ярославский Электромашиностроительный Завод
Priority date: 1983-07-26
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1985-05-15

Abstract

1. Электромашиннал совмещенна обмотка статора, выполненна двухслойной с числами пар полюсов р /Р 2/4 из двенадпати распределенньрс катушечных групп, соединенных в две параллельные трехфазные звезды, начала которых образуют трехфазные зажимы дл полюсности р, их нулевые точки - два дополнительных зажима дл полюсности Р. , а фазы содержат катушечные группы с номерами 1+Зк в фазе А, .З+З-к в фазе В, 5+Зк в фазе Сив звездах фаз катушечные группы соединены последовательно со встречным включением четных катушечных групп относительно нечетных, о тличающа с тем, что, с целью улучшени параметров дл полюсности р , кажда катушечна группа фаз А и В содержит 2 а соседних последовйтельно соединенных катушек, а кажда катуйечна группа фазы С соединена в две подгруппы с О соседними последовательно соединенными катушками в каждой подгруппе, в фазе А в первую звезду включены нечетные катушечные группы, а во вторую звезду - четные катушечные группы, в фазе В в первую звезду включены четные катуа1ечные группы, а во вторую звезду - нечетные катуьчечные группы, в фазе С в первую звезду включены первые подгруппы нечетных катушечных групп и вторые подгруппы четных катушечных групп, а во вторую звезду вторые подгруппы нечетных катушечных групп и первые подгруппы четных катушечных групп, причем все катуш (Л ки катуЕЮчньк групп имеют шаг по пазам + 1, где к--0,1,2,.. ,(), - целое число, I - число пазов . 2. Электромашинна совмещенна обмотка статора, выполненна двухслойной с числами пар полюсов р /Р 2/4 ел из двенадцати распределенных катуоь шечных групп, соединенных в две параллельные трехфазные звезды, нача-, со сд ла которых образуют трехфазные зажимы дл полюсности р, их нулевые точки - два дополнительных зажима дл полюсности р. , а фазы содержат катушечные группь с номерами 1+Зк в фазе А, 3+Зк в фазе В, 5+Зк в фазе С и в звездах фаз катушечные группы соединены последовательно со встречным включением четных катушечных групп относительно нечетных, отличающа с тем, что, с целью улучшени параметров дл полюсности р, кажда катушечна группа фаз А и В1. Electromachine combined stator winding, made double-layered with the numbers of pairs of poles Р / Р 2/4 of twelve distributed coil groups connected in two parallel three-phase stars, the beginnings of which form three-phase clamps for polarity p, their zero points are two additional clamps for polarity R., and the phases contain coil groups with numbers 1 + 3k in phase A, 3K + 3k in phase B, 5 + 3k in Civ phase stars, coil groups are connected in series with the opposite inclusion of even coil groups with respect to odd for the purpose of improving the parameters for polarity p, each coil group of phases A and B contains 2 a series of adjacent consecutively connected coils, and each coater group of phase C is connected in two subgroups with O adjacent coils connected in series subgroup, in phase A, the first star includes odd coil groups, and the second star includes even coil groups, in phase B even katuatechnye groups are included in the first star, and the odd katuchechnye groups in the second star, in phase C in the first star the first subgroups of odd coil groups and the second subgroups of even coil groups are included in the ride, and the second star is the second subgroups of odd coil groups and the first subgroups of even coil groups, all coils (L katuYuUnkha groups have a groove step of + 1, where k - 0 , 1,2, .., (), is an integer, I is the number of slots. 2. The electric machine combined stator winding, made double-layered with the numbers of pairs of poles Р / Р 2/4, ate out of twelve distributed cable ways connected in two parallel three-phase stars, starting from which they form three-phase clamps for polarity p, their zero dots - two additional terminals for polarity p. and the phases contain coil groups with numbers 1 + 3k in phase A, 3 + 3k in phase B, 5 + 3k in phase C and in the stars of the phases the coil groups are connected in series with the opposite inclusion of even coil groups of relatively odd ones, characterized in that , in order to improve the parameters for polarity p, each coil group of phases A and B

Description

содержит 2о со седннх последовательно соединенных катушек, а кажда катушечна группа фазы С соединена в две подгруппы с о соседними последовательно соединенными катушками в каждой подгруппе, в фазе Л в первую звезду включены нечетные катушечные группы, а во вторую звезду четные катушечные группы, в фазе В в первую звезду включены четные катушечные группы, а во вторую звезду - нечетные катушечные группы, в фазе С в первую звезду включены первые подгруппы нечетных катушечных групп и вторые подгруппы четных катушечных групп, а во вторую звездувторые подгруппы нечетных катушечных групп и первые подгруппы четных катушечных групп, причем обмотка выполнена в сорока восьми пазах из концентрических катушек и кажда катушечна группа фаз А и В содержит четыре катушки с шагом по пазам ,10,8,6, а кажда подгруппа катушечной группыфазы С содержит две ктушки с шагами по пазам у, 10 и 8.contains 2o coded coils in series, and each phase C coil group is connected in two subgroups with neighboring series coils in each subgroup; in phase L, the odd-numbered coil groups are included in the first star, and even coil groups in the second star, in phase B the first star includes even coil groups, and the second star contains odd coil groups; in phase C, the first star includes the first subgroups of the odd coil groups and the second subgroups of the even coil groups, and the second The second subgroups of odd coil groups and the first subgroups of even coil groups, the winding is made in forty-eight grooves of concentric coils and each coil group of phases A and B contains four coils with a groove pitch of 10,8,6, and each subgroup of coil group of phase C contains two ktushki with steps along the grooves y, 10 and 8.

i i

Изобретение относитс к обмоткам совмещенных электрических машин переменного тока и может примен тьс , например, в одномашинных преобразовател х частоты и числа фаз. The invention relates to windings of combined AC electric machines and can be applied, for example, in single-machine frequency and phase converters.

Известны совмещенные электромашинные обмотки переменного тока, выполненные с числами пар полюсов 1.6 из двенадцати распределенных катушечных групп, включенных в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы дл полюсности р , а их концы соединены в два дополнительны: зажима дл полюсности р . В первой фазе начала первой и второй групп образуют зажим фазы, конец первой группы соединен с концом восьмой, конец второй с концом седьмой, а начала седьмой и восьмой групп подключены к дополнительным зажимам и номера групп двух других фаз чередуютс с интервалом в четыре группы ПKnown combined AC motor windings made with the numbers of pole pairs 1.6 of the twelve distributed coil groups included in the phases in two parallel branches, the beginnings of which form three-phase clamps for polarity p, and their ends are connected in two additional: clamp for polarity p. In the first phase, the beginning of the first and second groups form a phase clamp, the end of the first group is connected to the end of the eighth, the end of the second to the end of the seventh, and the beginning of the seventh and eighth groups are connected to additional terminals and the numbers of the groups of the other two phases alternate with an interval of four groups P

«"

Недостаток таких обмоток - ограниченна область применени .The disadvantage of such windings is limited scope.

Известна также электромашинна совмещенна обмотка, выполненна с числами пар полюсов р, /7 2/4 из двенадцати распределительных кату-, щечных групп и соединенна в фазах в две параллельные ветви, начала которых образуют трехфазные зажимы дл полюсности р, , а их концы соединены в два дополнительных зажима дл полюсности р. Кажда фаза содержит две последовательно соединенныеAlso known is an electric combined winding made with the numbers of pairs of poles p, / 7 2/4 of twelve distribution cat-cheek groups and connected in phases into two parallel branches, the beginnings of which form three-phase clamps for polarity p, and their ends are connected in two additional terminals for polarity p. Each phase contains two series-connected

группы - нечетные в одной ветви и четные в другой ветви 2l.groups are odd in one branch and even in another branch 2l.

Така обмотка выполн етс с шагом катушек, равным полюсному делению дл полюсности р и имеет низкий обмоточный коэффициент дл полюности р. , что снижает использование меди и ухудшает ее параметры.Such a winding is performed with a coil pitch equal to pole division for polarity p and has a low winding factor for polarity p. , which reduces the use of copper and impairs its parameters.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности вл етс совмещенна электромашинна обмотка с числами пар полюсов р /р, 2/4, выполненна из двадцати четырех распределительных катушечных групп и соединенна в две параллельные трехфазные звезды, начала которых образуют трехфазные зажимы дл полюсности р а их нулевые точки - два дополнительных зажима дл полюсности р. В первой фазе соединены последовательно группы с номерами 1,2 13,14 в первой звезде, включенные согласно, группы 7,8,19,20 во второй звезде, включенные встречно, во второй фазе - группы 11, 12, 23, 24 в первой звезде, включенные встречно, группы 6,6,17,18 во второй звезде, включеннЬ1е согласно, в третьей фазе - группы 9 и 21 согласно и 16, 4 встречно в первой звезде группы 10 и 22 согласно и 15, 3 встречно во второй звезде з .Closest to the invention to the technical essence is a combined electric winding with the numbers of pole pairs p / p, 2/4, made of twenty-four distribution coil groups and connected into two parallel three-phase stars, the beginnings of which form three-phase clamps for polarity p and their zero dots - two additional terminals for polarity p. In the first phase, groups with numbers 1.2 13.14 in the first star are connected in series, included according to, groups 7,8,19,20 in the second star, included in counter, in the second phase - groups 11, 12, 23, 24 in the first the star included in the opposite direction, groups 6,6,17,18 in the second star, included according to, in the third phase - groups 9 and 21 according to and 16, 4 counter in the first star of group 10 and 22 according to and 15, 3 in the second star in the second star h

Известна обмотка выполн етс с шагом катушек у 2Ц/3, Г, - полюсное деление дл полюсности , и имеет высокое значение коэффициента дифференциального рассе ни дл 31 полюсности р , что ухудшает ее параметры . Цель изобретени - улучшение параметров обмотки дл полюсности ру путем уменьшени дифференциального рассто ни . Указанна цель достигаетс тем, что дл электромашинной совмещенной обмотки статора, выполненной двухслойной с числами пар полюсов р /Pj 2/4 из двенадцати распределенных катушечных групп, соединенных в две параллельные трехфазные звезды, начала которых образуют трехфазные зажимы полюсности р , их нулевые точки - два дополнительных зажима дл йолюсности р. , а фазы содержат катупечные группы с номерами 1+Зк в . фазе А, 3+3-к в фазе В, 5+3-к в фазе Сив звездах фаз катушечные группы соединен последовательно со встречным включением четных катушечных групп относительно нечетных,кажда катушечна группа фаз А и В Содержит 21: соседних последовательно соединенных катушек, а кажда катушечна группа фазы С соединена в две подгруппы с с{, сосед ними последовательно соединенными катушками в каждой подгруппе, в фазе А в первую звезду включены нечетные катушечные группы, а во вторую звезду - четные катушечные группы, в фазе В в первую звезду включены четные катушечные группы, а во вторую звезду - нечетные катушечные группы, в фазе С в первую звезду включены первые подгруппы неч;етных катушечных групп и вторые подгруппы четных катушечных групп, а во вторую звезду вторые подгруппы нечетных катушечных групп и первые подгруппы четных катздиечных групп, причем все катушки катушечных групп имеют шаг по пазам где. ,1,2,. .,(2 ) 9.2/24 - целое число-, Z - число пазов . Кроме того, обмотка выполнена в сорока восьми пазах из концентрических катугчек и кажда катушечна группа фаз А и В содержит четыре катушки с шагом по пазам ,10,8,6, .а кажда подгруппа катушечной группы фазы С содержит две катушки с шагами по пазам и 8. На фиг.1 и 2 изображены схемы пред лагаемой обмотки дл первого и второ го вариантов; на фиг.З - чередование 954 фазных зон, на фиг.Д и 5 - диаграммы ЭДС и МДС дп полюсности р, 2. Обмотка (фиг.1, 2) выполнена двухслойной в сорока восьми пазах с из 12 распределенных катушечных групп (с номерами от 1 до 12), соединенных в две пapaплeJlьныe трехфазные звезды (фиг.4), нача.па которых образуют трехфазные зажимы С1, С2, СЗ дл полюсности р 2, а их нулевые точки - два дополнительных зажима 01 и 02 дп полюсности . Фазы содержат катушечные группы с номерами 1+3-к 2,1,4,7,10 в фазе А, 3+Зк- 3,6,9,12 в фазе В, ,8,11,2 в фазе С, где ,1,2,...,()3. В звездах фаз катушечные группы соединены последовательно со встречным включением четных катушечных групп относительно нечетных групп. Кажда катушечна группа фаз А и В содержит соседних последовательно соединенных катушек, а кажда катушечна группа фазы С соединена в две подгруппы - первые (с номерами 5,8, 1l, 2) и вторые (с номерами З, 8, -11, 2) - с « 2 соседними последовательно соединенными катушками в каждой подгруппе. В фазе А в первую звезду включены нечетные катушечные группы 1 и 7, а во вторую звезду - четные катушечные группы 10 и 4. В фазе В в первую звезду включены четные катушечные группы 12 и 6, а во вторую звезду - нечетные катушечные группы 3 и 9. В фазе С в первую звезду включены первые подгруппы нечетных катушечных групп и вторые подгруппы четных катушечных групп (5 ,8, 11 ,2), а во вторую звезду - вторые подгруппы нечетных катушечных групп и первые подгруппы четных катушечных групп (5,8 , 11 , 2 ), При равношаговых катушках их шаг равен v 4с},+1 9, при концентрических катушках (фиг.1) кажда группа фаз А и В содержит четыре катушки с шагами по пазам ,10,8,6, а кажда подгруппа катушечной группы фазы С содержит две катушки с шагами по пазам и 8. Обмоточный коэффициент обмотки дл полюсности PJ 2 равен ,8848. Верхний р д стрелок на фиг.2 показывает направлени токов при питании обмотки через зажимы С1, С2,СЗ трехфазным током (), а нижний р д. - при питании обмотки через заS жимы 01 и 02 посто нным током (РЭ.)- Чередование фазных зон A-Z-B-X-C-y показано на фиг.З. На диаграмме ЭДС (фиг.4) обмотк д,п полюсноетир 2 векторам ЭДС фаз С1 и С2 приписаны номера катушечных групп, а векторам ЭДС первых и вторых подгрупп фазы СЗ номера групп с одним и с двум штрихами. Из фиг.4 видно, что обмотка вл етс симметричной дп полюсности р 2 и поле с этой полюсностью на зажимах 01 и 02 не наводит ЭДС. На фиг.З построена диаграмма МДС дл полюсности р 2 и векторы токов фазных зон изображены в центре диаграммы. По треугольной сетке сторона которой прин та за одну еди ницу, вычисл ют средний радиус пазовых точек многоугольника МДС обмотки (фиг.1), изображенного сплошнь ми лини ми , дл обмотки по прототипу многоугольных МДС изобра5 жен пунктирными лини ми и 5. Вычисл коэффициент дифференциального рассе ни (Кл/Ю 100, получаем; ,68% дл предлагаемой обмотки и ,88% дл обмотки по прототипу, где R (24i Afi-- радиус окружности, соответствующей основной гармонике МДС с полюсностью Р - . - дл обмотки по прототипу (2.48, УП 8) . Таким образом, предлагаема обмотка имеет меньшее содержание высших гармоник в кривой МДС дл полюсности в 0,88:0,,29 раза, чем обмотка по прототипу. Это улучшает параметры обмотки и ее применение, например , на статоре асинхронно-синхронных , одномашинных преобразонателей частоты 50/100 Гц. При этом уменьшаютс потери в стали, снижа- ютс перегревы обмоток, возрастает КПД машины.The known winding is performed with a coil pitch of 2C / 3, G, is the pole division for polarity, and has a high value of the differential scattering coefficient for 31 polarity p, which degrades its parameters. The purpose of the invention is to improve the winding parameters for polarity by reducing the differential distance. This goal is achieved by the fact that for an electromachine combined stator winding made double-layer with the numbers of pole pairs p / Pj 2/4 of the twelve distributed coil groups connected into two parallel three-phase stars, the beginnings of which form three-phase pole terminals p, their zero points are two additional clamps for the size of p. , and the phases contain katrupechny groups with numbers 1 + 3k c. phase A, 3 + 3-k in phase B, 5 + 3-k in the Civ phase of the phase phases, the coil groups are connected in series with the counter-inclusion of even-coil groups of relatively odd ones, each coil group of the A and B phases. Contains 21: adjacent series-connected coils, and each coil group of phase C is connected in two subgroups with {, adjacent to them by series-connected coils in each subgroup, in phase A the odd coil groups are included in the first star, and the even star coil groups in the second star, in phase B the star is included even kat ear groups, and the second star - odd coil groups, in phase C the first star includes the first subgroups, the coil groups and the second subgroups of even coil groups, and the second star the second subgroups of the odd coil groups and the first subgroups of even katzdichnyh groups, and All coils of coil groups have a step along the grooves where. , 1,2 ,. ., (2) 9.2 / 24 - integer number, Z - number of slots. In addition, the winding is made in forty-eight grooves made of concentric katugchek and each coil group of phases A and B contains four coils with a groove pitch of 10.8.6, each. A subgroup of the coil group of phase C contains two coils with steps along the grooves and 8. Figures 1 and 2 are diagrams of the proposed winding for the first and second variants; on fig.Z - alternation 954 phase zones; on fig.D and 5 - diagrams of EMF and MDS dp of polarity of р, 2. The winding (fig.1, 2) is made two-layer in forty-eight grooves with 12 distributed coil groups (with numbers from 1 to 12), connected in two three-phase three-phase stars (figure 4), the beginning of which form three-phase clips C1, C2, C3 for polarity p 2, and their zero points are two additional terminals 01 and 02 dp of polarity. Phases contain coil groups with numbers 1 + 3-2,1,4,7,10 in phase A, 3 + Sq - 3,6,9,12 in phase B,, 8,11,2 in phase C, where , 1,2, ..., () 3. In phase stars, the coil groups are connected in series with the counter-inclusion of even-coil groups of relatively odd groups. Each coil group of phases A and B contains adjacent series-connected coils, and each coil group of phase C is connected in two subgroups - the first (with numbers 5.8, 1l, 2) and the second (with numbers 3, 8, -11, 2) - with “2 adjacent coils connected in series in each subgroup. In phase A, the odd-numbered coil groups 1 and 7 are included in the first star, and the even-numbered coil groups 10 and 4 are in the second star. In phase B, the even-numbered coil groups 12 and 6 are included in the first star and the odd-numbered coil groups 3 in the second star 9. In phase C, the first star includes the first subgroups of odd coil groups and the second subgroups of even coil groups (5, 8, 11, 2), and the second star the second subgroups of odd coil groups and the first subgroups of even coil groups (5.8 , 11, 2), With equistep coils, their pitch is equal to v 4c}, + 1 9, with concentric coils (Fig. 1) each group of phases A and B contains four coils with groove steps, 10.8.6, and each subgroup of the coil group of phase C contains two coils with groove steps and 8. Winding winding ratio for polarity PJ 2 equals 8848. The top row of arrows in figure 2 shows the direction of the currents when powering the winding through the clips C1, C2, Sz by three-phase current (), and the bottom row - when powering the winding through the clamping presses 01 and 02 by direct current (RE). Alternation phase zones AZBXCy shown in Fig.Z. On the EMF diagram (FIG. 4) of the winding d, n polar-2, the EMF vectors of the C1 and C2 phases are assigned the numbers of the coil groups, and the EMF vectors of the first and second subgroups of the NW phase have the numbers of one and two dashes. From figure 4 it can be seen that the winding is symmetrical with a dp polarity of p 2 and a field with this pole at terminals 01 and 02 does not induce an emf. In FIG. 3, an MDS diagram is constructed for polarity p 2 and the phase zone current vectors are depicted in the center of the diagram. Using a triangular grid, the side of which is taken in one unit, the average radius of the slot points of the MDS winding polygon (Fig. 1), shown in solid lines, is calculated for the prototype winding of polygonal MDS images with dotted lines and 5. Calculated differential coefficient (C / O 100, we get;, 68% for the proposed winding and, 88% for the winding of the prototype, where R (24i Afi - the radius of the circle corresponding to the fundamental harmonic of the MDS with the polarity P -. for the winding of the prototype ( 2.48, UE 8). Thus, the proposed winding and It has a lower harmonic content in the MDS curve for polarity of 0.88: 0,, 29 times than the prototype winding, which improves the winding parameters and its application, for example, on the stator of asynchronous-synchronous, single-machine frequency converters 50/100 Hz. This reduces the loss in steel, reduces the overheating of the windings, increases the efficiency of the machine.

ОABOUT

f Aimf Aim

Claims

1. Electromachine combined stator winding, made two-layer with the number of pairs of poles p ^ / P ₂ = 2/4 of the twelve distributed coil groups connected in two parallel three-phase stars, the beginnings of which form three-phase clamps for the polarity p ^, their zero points - two additional clamps for the P _r pole, and the phases contain coil groups with the numbers 1 + Зк in phase А, .3 + 3-к in phase В, 5 + Зк in phase Сiv phase stars, coil groups are connected in series with the opposite connection of even coil groups relatively odd about characterized in that, in order to improve the parameters for the polarity of p ^, each coil group of phases A and B contains 2 adjacent series-connected coils, and each coil group of phase C is connected in two subgroups with adjacent series-connected coils in each subgroup, in phase A, the first star includes odd reel groups, and the second star includes even reel groups, in phase B the even star reels are included in the first star, and the odd reel groups in the second star, in phase C the first star ervye subgroup odd coil groups and a second subgroup of even coil groups, and the second star second subgroup odd coil group and the first subgroup of even coil groups, wherein all of the coils of the coil groups have a pitch in the grooves of V _n = 4 ^ + 1, where k = 0, 1,2, .., (2p <-1) ·, <| =? / 24 is an integer, I ~ the number of grooves.

2. The combined electromachine stator winding, made two-layer with the number of pole pairs p ^ / P _r = 2/4 of the twelve distributed coil groups connected in two parallel three-phase stars, the beginning of which form three-phase clamps for pole ₄ , their zero points are two additional clamps for the pole of p ₂ , and the phases contain coil groups with numbers 1 + Зк in phase А, З + Зк in phase В, 5 + Зк in phase С and in phase stars, coil groups are connected in series with the opposite connection of even reel groups are relatively odd Characterized in that, in order to improve the polarity of parameters for each band reel phases A and B

SU; „1156195

I contains 2 ^ neighboring series-connected coils, and each phase C group of coils is connected into two subgroups with q, adjacent series coils of each subgroup, in phase A, the first star includes odd coil groups, and in the second star even coil groups, In phase B, even coil groups are included in the first star, and odd coil groups in the second star, in phase C the first subgroups of odd coil groups and the second subgroups of even coil groups are included in the first star, and in the second star two subgroups of odd coil groups and first subgroups of even coil groups, the winding being made in forty-eight grooves of concentric coils and each coil group of phases A and B contains four coils with groove pitch y = 12,10,8,6, and each the subgroup of the coil group of phase C contains two coils with groove steps in _l = 10 and 8.