SU955368A1 - Статор синхронной электрической машины - Google Patents

Description

(54) СТАТОР СИНХРОННОЙ ЭЛЕКТРР{ЧЕСКОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относитс  к электрическим машинам и касаетс  конструкции сердечника статора электрических машин.

Посто нно растущие требовани  к качеству генерируемой электрической энергии выдвигают необходимость прин ти  новых технических решений. Если ранее оноваривалс  только коэффициент искажени  формы волны напр жени , то в насто щее врем  к электрическим машинам предъ вл етс  также требовани  в отношении уровн  коэффициента телефонных помех. Традиционные конструкции не всегда удовлетвор ют новым требовани м.

Известна электрическа  машина, в которой зубцовые гармонические первого и второго пор дков подавл ютс  путем установки полюсов с переменным рассто нием между магнитными ос ми смежных полюсов, при этом полюса ротора разделены на группы с . одинаковым и более двух числом полюсов , и угол об между ос ми полюсных башмаков соседних полюсов внутри каждой группы выполнен посто нным и отличен от угла между ос ми полюсных башмаков крайних полюсов соседних групп и

.()П-1 t

jV-a U

n

-полюсное деление;

10 где

-шаг по пазам на расточке статора;

-число полюсов в одной групn пе 1 .

Однако осуществление группового

15 сдвига полюсов потребует дополнительных штампов ,цл  получени  сегментов обода с различными рассто ни ми между пазами под хвосты полюсов . Эти сегменты имеют обычно весь20 ма большие размеры, поэтому штампы очень сложны и дороги. Кроме того, требуетс  перенастройка уникальных прессов Д.ПЯ замены одних штампов другими,-когда число позиций сег25 ментов обода не одно, как обычно, а несколько.

Известна также синхронна  зле ктрическа  машина, например гидрогенератор , содержаща  ротор и статор

Claims (2)

1. 30 с шихтованным сердечником, на котором выполнены эубцовые делени  с пазами дл  разрлещени  в них проводников обмотки 21 . В данной конструкции гидрогенерат ра дл  П(31гучени  необходимой фсрг-К) генерируемого в обмотке статора напр жени  за счет снижени  зубцовЕ х гармонических необходимо увеличить число пазов статора на полюс и фазу , а это при применении в современ ных гидрогенераторах стержневой обмотки с термореактивной корпусной изол цией значительнее увеличит трудо емкость изготовлени  машины. Цель изобретени  - улучшение кривой напр жени  обмотки статора и сни жение затрат на изготовление машины Поставленна  цель достигаетс  тем, что зубцовые де.тюни  статора располокены группами равномерно по окружности статора, причем в пределах кахддой группы зубп,ОБые делени  одинаковы и не равны 3y6uoBOf/ry деле нию на стыке смежных групп, при это при числе пазов в группе п значени  увеличенных зубцовых делений на стыке 1рупп tr, и . следуюго,их на кажд/эт из них одина :овых уменьшенных зубцо вых делений t., определ ютс  по форм лам 4 -ill:: где t - зубцовое деление при равномерном расположении всех пазов на статоре. Кроме того, число увеличенных зу цовых делений по окружности статора кратно (разно или болыле) числу параллельных ветвей в фазах обм ки статора. На фиг. 1 изображен сердечник предлагаемого статора; на фиг,2-6 сегменты , необходиглые дл  сборгси се дечника статора в случае разъемной и неразъемной его конструкции. На расточке сердечника статора 1 (фйг.1)пазы 2 расположены равномерно, двум  группами .причем в пределах групп все зубцы 3 одинаковы и не равны крайни зубцам группы 4. В двух диаметральн противоположных местах сердечника зубцы выполнены более широкими, чем все остальные. Зубцовые делени  на стыке групп tj больше зубцовых деле .ний в пределах группы t . Электрический угол между пазами по обе сто роны зубцов увеличенной ширины боль ше, чем межд;у другими пазами соседних пазов. Количество таких уширенных зубцов по окружности машины может быть и иным от единицы и бол ше) , но такие зубцы должны быть рав номерно расположены по расточке сер дечника, а число их не должно быть меньше числа параллельных ветвей в обмотке статора. Последнее необходимо дл  того, чтобы электродвижущие во всех параллел.ьных ветв х фаз оставались одинаковыми и в машинах с непосто нной шириной зубцов, а также чтобы подавление зубцовых гормонических достигалось во всех ветв х Ф аз. В зонах расположени  расширенных зубцов рассто ни  между смежными пазами 5 дл  закреплени  сегментов(по обе стороны этих зубцов отличаютс  от прочих подобных рассто ний в данных .не в большую сторону (В А) . Пример выполнени  сердечника стато1;а , представленный на фиг.1, может бить рекомендован, если число парал/:ельных ветвей в фазах обмотки или . Конструкци , приведенна  на фиг.1 рассчитана на разъемный статор, состо щий из двух частей, причем разъеM-J сердечника располагаютс  по вертикальной оси на рисунке. В этом случае дл  сборки сердечника требуютс  при прин том числе пазов в большом сегменте четыре позиции сегментов сердечника; обычный сегмент, включакчц1.5й восемь зубцовых делений t j СФИ1.2), сегмент с одним зубцовым делением t и семью зубцовыми делени ми t ,, (фиг.З) , сегмент с чeтыpь 4  зубцовыми .делени ми t , представл ющий половину сегмента фиг.2 ((Ьиг.З) и, наконец, сегмент с одним зуОцовым делением tg и трем  зубцовь ми делени ми t/ (фиг. 6) . Таким образом, в приведенном примере дл  сборки сердечника требуетс  четыре позиции сегментов вместо двух, которые имели бы дместо в данном случае при равномерном расположении всех з бцов, когда они оди - наковы. Две дополнительные позиции сегментов потребовались ввиду наличи ,м расширенных зубцов. В любых другик случа х также потребуютс  дополнительные позиции сегментов (а значит и соответствующие штампы) из-за по влени  расширенных зубцов, причем общее ЧИСЛО позиций сегментов удваиваетс  по сравнению с исходным числом в обычной конструкции сердечника  кор . Расположение сегментов по сло м показано на фиг.1, где сплошными лини ми показаны стыки сегментов в верхнем слое сердечника статора, а пунктом стыки в следующем за ним слое, в третьем слое расположение сегментов соответствует расположению в первом верхнем слое. В случае неразъемного статора необходимости в сегментах малых размеров EieT, но дл  выполнени  перекро  смежных слоев требуютс  дополнительные позиции сегментов. В данном потребовались бы, помиМО позиций фиг. 2 и фиг.З, еще сегменты включающие восемь зубцовых делений, в которых зубцовое деление tj было бы четвертым (или п тым) от кра  сегмента фиг.4). Здесь имеетс  ввиду неразъемный но сегментный сердечник статора ( кор ). в машинах небольших размеров , где всего один сегмент, вообще отпадает необходимость в дополнител ных позици х. Здесь результат дости гаетс  без какого-либо усложнени  конструкции статора ( кор ). Изобретение обеспечивает снижение зубцо , вых гармонических, В то же врем  отпадает необходимость увеличени  числа массивных и дорогосто щих штампов дл  сегментов обода ротора  внополюсных электрических машин. Кроме того, изобретение позвол ет обеспечить подавление зубцовых гармонических не только в  внополюсных но в любых электрических машинах. Дополнительные сегменты дл  сердечника могут быть получены без шта пов, а путем разрезки большого сегмента на два, например, гильотинными ножницами. Как видно из чертежа, сегменты фиг.5 и фиг.6 могут быть получены разрезкой сегментов фиг.2 и фиг.З на две части. Если обозначить число пазов  кор  (статора) t, , число параллельных ветвей в обмотке статора сч , число повтор ющихс  групп пазов по окружности сердечника с об зательным расширенным Рубцовым делением t и относительными одинак выми и меньшими зубцовыми делени ми t ,то наибольшее подавление зубцовых гармонических достигаетс  при следующих значени х зубцовых делени i 1 n-i , , .t-, где t - то зубцовое деление, которое бы имело место, если бы, как обычно все зубцы были одинаковы и равномерно бы распологались по окружности  кор  (статора). При этом естественно имеетс  ввиду, что число пазов z сохран етс  неизменным, также, как диаметр машины. Приведенные соотноше ни  соответствуют простому условию t,-t, i. В обычной электрической машине с одинаковыми зубцовымн делени ми по окружности статора ЭДС зубцовой частоты складываютс  алгебраически, так как период гармонической зубцовой частоты равен зубцовому делению. Например , при числе пазов на полюс ифазу q, 2 угол между смежными пазами составл ет в поле основной (первой) частоты 360° Збо; о 2тс 6-2 где m 3 - число фаз, а в поле зубцовой частоты 2 6 с, . 0,; б-2- 30 360 Чтобы подавить зубцовую частоту в ЭДС обмотки надо добитьс  того, чтобы ЭДС проводников складывались геомеЧ-рически таким образом, чтобы в сумме их-вектора образовали замкнутый многоугольник . Этого можно добитьс , если зубцовые делени  ст9.тора выполнить не одинаковыми, как обычно, а из нескольких равных групп, причем в пределах каждой группы зубцовое деление должно быть посто нно, а на стыке двух смежных групп зубцовое делениеt должно отличатьс  от t на величину, равную зубцовому делению t при равно мерном обычном расположении зубцовых -делений по окружности статора. При этом величины новых зубцовых делений должны быть , il nri. /Jl/H.iriLil J. и t,: t{l-|) ИЛИЪ.) ) или ti t(l-ii). i t f n N i J- /n /I Очевидно t j - t t В угловом выражении дл  частоты зубчатости соответствующие им углы состо т (-|. -2.(2-.Пусть в мш ине с числом пазов на по-, юс и фазу с, 2 и числом полюсов будет осуществлено подавление . зубцовой гармонической путем выполнени  двух групп пазов (). Число пазов в машине т; 2p-q.m 4-2-3 24. Число пазов в каждой rpyi е составит . Ка одой фае при этом будет принадлежать г 24 вектора. При нормальом чередовании катушечных групп бмотки статора фазе А будут приадлежать проводники в пазах первой руппы. Вычислим углы между вектоами ЭДС этих проводников частоты убчатости. Угол между соседними пазами сосавит с 2 Ti ( 1- k/2; ) ЗЗО . Тогда векторы ЭДС указанных чеырех проводников будут иметь слеующие углы: 0°, 330 180 и 150° Сума этих векторов равна 0. То же CciMoe удет иметь место и дл  фаз В и С той группы пазов. Втора  группа азов идентична первой в отношении характера сложени  векторов ЭДС проводников фаз, Формула изобретени  1, Статор синхронной электрической машины, например гидрогенератор содержащий шигСтованный сердечник, на котором выполнены эубцовые делени  с пазами дл  размещени  в них проводников Обмотки, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью улучшени  кривой напр жени  обмотки статора и снижени  затрат на изгото ление машины, зубцовые делени  стат ра расположены группами равномерно от окружности статора, причем в пре лах каждой группы зубцовые делени  одинаковы и не равны зубцовому деле нию на стыке смежных групп,при этом значение увеличенных зубцовых делений tg на стыке групп и следующих за каждым из них одинаковых уменьшенны зубцовых делений t определ ютс  по формулам , , пИ t2--t , , VC-1 t v -, где t - зубцовое деление при равномерном расположении всех пазов на статоре; п - число пазов в группе.
2. 2. СтаторJнапример гидрогенератор , ПОП.1, отличающийс   тем, что число увеличенных зубцовых делений по окружности статора кратно (равно или больше) числу параллельных ветвей в фазах обмотки ст 1тора. Источники информации, прин  сг е во внимание при экспертизе 1.-Авторское свидетельство СССР 1Ю за вке № 2401304, кл. Н 02 К 1/24. 2,Домбровский В.В. и др. Проектирование гидрогенераторов, ч. П. Л., Энерги , 1968, с, 24,30.