UA147772U - THREE-PHASE WINDING OF SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR FOR HIGH POWER WIND INSTALLATIONS - Google Patents
THREE-PHASE WINDING OF SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR FOR HIGH POWER WIND INSTALLATIONS Download PDFInfo
- Publication number
- UA147772U UA147772U UAU202100553U UAU202100553U UA147772U UA 147772 U UA147772 U UA 147772U UA U202100553 U UAU202100553 U UA U202100553U UA U202100553 U UAU202100553 U UA U202100553U UA 147772 U UA147772 U UA 147772U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- winding
- phase winding
- still
- phase
- stator
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001659863 Panna Species 0.000 description 1
- 235000006732 Torreya nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000111306 Torreya nucifera Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Трифазна обмотка синхронного електрогенератора для вітроустановок великої потужності являє собою фазні обмотки, що виконані шинами великого перерізу, які розташовані у трьох ярусах, і укладені в пази статора, згідно з корисною моделлю кожна фазна обмотка являє собою один безперервний провідник, що виконаний у вигляді меандру, який огинає зубці статора.The three-phase winding of a synchronous electric generator for high-power wind turbines is a phase winding made of large cross-section tires, which are located in three tiers and enclosed in stator grooves, according to the utility model, each phase winding is one continuous conductor made in the form of a meander. which wraps around the teeth of the stator.
Description
: І : З т Н: I : Z t N
Н т : ї ї І і З В Я Н іN t : i i i i Z V I N i
В і: Ї ; Її ї : ську АК т ія щу їх 7» вош нн - сх Ше дооектнен сення и я че че ОО в а, Печемо їх БЕ Я - ї а я у і: ще: Х в іч я з че у к Б їз : й з ОО - поле ке й ще ї КУ хе б М, я а п я М і - й че ох Я К- я ї -ея шо Ї ч Я Я ою Я з я ше че ; ТУ м: і а Не Я у ся о В; сна Б й 7 х. ок ення ще ке АIn and: І; Her : sku AK t ia schu 7» vosh nn - skh She dooektnen senia i i che che OO in a, We bake them BE I - і a і і і: more: H w ich i z che u k B іz: y z OO - pole ke and still y KU he b M, i a p ia M i - y che oh Ya K- ia yi -eya sho І ч Я I oyyu I з я ше che ; TU m: i a Ne I u sia o B; sleep B and 7 h. ok enye ke A
З ш й ну і фер сннн ан и чу ання У їх т ЖЕ Й пенновкх МС КН Ж Я 5. -к зай сіролосккрсо ІЗ К ж Ж фрноляннее А «З Я Я г зх, т ко жа МК Х ЯН ї свя - флцию нев панна ЗИ ЖК пишне окйитсжж еф м Х їх т х Я. 5 н- спін Дам с се пол Ж ШО ї М. схнх ссср чу у |: Я Х бе й но ЇZ sh y nu i fer snnn an i chu anya In their t JE Y pennovkh MS KN Ж Я 5. -k zay siroloskkrso ИZ К ж Ж frnolyannee A "Z Я Я g zhh, tko жа MK Х ЯН і svya - fltsiyu nev panna ZY ZK pishne okyitszhzh ef m X ikh t x Y. 5 n- spin Dam s se pol Ш SHО i M. skhnh sssr chu y |: I X be y no Y
То пи, едвнювелюєйк жання п що се г ІК т Ії По но осожойнк, : я фо, х СТЕ Ж 1 т с: ; м ШК Шх : Е - ііі кріт Я їх ЯThat pi, edvnyuvelyuyyik zhana p that se g IC t Ii Po no osozhoynk, : I fo, х STE Ж 1 t s: ; m SHK Shh: E - iii mole I ih I
КЕ з МЕ еллгіфриеніснв МИ |: Я ще і фло Ї «ЯKE with ME ellgifrienisnv WE |: I still and flo Y "I
ЕЕ Як знання КОМ дення Хансен ан ку пня, х Ж ше : ї я Н : ї т, Я 5 -ечу -х сонне Кай й НК х сх і. З оклмни Й ще як шин й. кі й Й а Я КЕ й М й ВЗ ши НН ій і ки й й Кая Ох ЗИ Ка К-й й м. Ка й й щаEE How knowledge of KOM day Hansen an ku pnya, х Ш ше : и я N : и t, I 5 -echu -х sonne Kai и NK х шх i. From oklmna And also as a tire and. ki y Y a I KE y M y VZ shi NN iy ki y y Kaya Oh ZY Ka K-y y m. Ka y y shcha
ЕК; у К. й їх й ож Е р ; х АН НН: й і жи НН я нище ан Я - кл є Е ваше -х хх Ко та до дпллеінюжосей соккхжкнлнм, Е - Б р їх х ж є. я т спіл доні и у ой ня В Е НИК ї Н і 3 ї Н у ! : х : ? звикне й 7 о 7 .EC; in K. and their izh E r ; х AN NN: y and zhi NN i nische an I - kl is E your -x xx Ko and to dplleinyuzhosei sokkhzhknlnm, E - B r their x zh is. I am a member of the V E NIK N and 3rd N u! : x : ? 7 o'clock will also get used to it.
Фіг.Fig.
Корисна модель належить до електроенергетики, у даному випадку - до обмоток електричних машин.The useful model belongs to the electric power industry, in this case - to the windings of electric machines.
Відомі обмотки електричних машин, що описані в роботі Г.К. Жерве "Обмотки злектрических машин". - Л.: Знергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1989. - 400 с Обмотки електричних машин зображуються схематично, що дозволяє судити про їхню побудову, електричні та електромагнітні властивості.Known windings of electric machines, described in the work of G.K. Gervais "Windings of electric machines". - L.: Znergoatomizdat, Leningrad. otd-nie, 1989. - 400 s The windings of electric machines are depicted schematically, which allows us to judge their construction, electrical and electromagnetic properties.
В цій роботі на сторінці 60 зображена обмотка трифазного струму з лобовими частинами у двох ярусах (див. рис. 2.11). В минулому така модифікація знаходила широке застосування для обмоток статорів великих машин, але на сьогодні така конструкція, якщо і зустрічається, то головним чином у двополюсних машинах невеликої потужності.In this paper, on page 60, a three-phase current winding with front parts in two tiers is shown (see Fig. 2.11). In the past, such a modification was widely used for the stator windings of large machines, but today, if such a design is found, it is mainly found in two-pole machines of small power.
До недоліків такої обмотки, якщо їх застосовувати у вітроустановках, належить наступне: використання даних обмоток можливе тільки у машинах з невеликим числом полюсів; при непарному числі пазів на полюс і фазу така обмотка непридатна. Вітроустановки, що виконані за безредукторною схемою, відрізняються низькою швидкістю обертання генератора, що обумовлено характеристиками ротора. Зі збільшенням потужності вітроустановки падає кутова швидкість ротора. Так, наприклад, у вітроустановки потужністю 600 кВт (діаметр 48 м) при швидкості вітру 12,5 м/с частота обертання складає 23 об/хв, а вже у турбіни Епгоп М/іпа 3,6 потужністю З 600 кВт (діаметр 100 м) при швидкості вітру 15 м/с частота обертання не перевищує 15,3 об/хв. Це означає, що при заданій частоті напруги у мережі (50Гуц) цей факт обумовлює необхідність збільшення числа полюсів. При непарних числах пазів на полюс і фазу подібна модифікація в принципі можлива, але вкрай незручна і тому практично не використовується, а у генераторах вітроустановок непарна кількість пазів на полюс і фазу доцільна для зменшення пульсацій електромагнітного моменту і, відповідно, напруги на виході.The disadvantages of such a winding, if used in wind turbines, include the following: the use of these windings is possible only in machines with a small number of poles; with an odd number of grooves per pole and phase, such a winding is unsuitable. Wind turbines made according to the gearless scheme are distinguished by a low speed of rotation of the generator, which is due to the characteristics of the rotor. As the power of the wind turbine increases, the angular velocity of the rotor decreases. So, for example, in a wind turbine with a capacity of 600 kW (diameter 48 m) at a wind speed of 12.5 m/s, the rotation frequency is 23 rpm, and already in a turbine Epgop M/ipa 3.6 with a capacity of 600 kW (diameter 100 m ) at a wind speed of 15 m/s, the rotation frequency does not exceed 15.3 rpm. This means that at a given voltage frequency in the network (50Hz), this fact necessitates an increase in the number of poles. With an odd number of grooves per pole and phase, such a modification is in principle possible, but extremely inconvenient and therefore practically not used, and in wind generators, an odd number of grooves per pole and phase is expedient to reduce the pulsations of the electromagnetic moment and, accordingly, the voltage at the output.
Суттєвим недоліком такої обмотки є перекриття секцій у лобових частинах обмотки, яка в машинах великої потужності виконується із шини з метою збільшення коефіцієнта заповнення пазів і, відповідно, збільшення потужності генератора, що суттєво збільшує величину лобової частини генератора і, відповідно, самого генератора.A significant disadvantage of such a winding is the overlap of sections in the frontal parts of the winding, which in high-power machines is made from a tire in order to increase the filling factor of the grooves and, accordingly, increase the power of the generator, which significantly increases the size of the frontal part of the generator and, accordingly, the generator itself.
Як найближчий аналог вибрана обмотка, що наведена у роботі Г.К. Жерве "Обмотки злектрических машин". - Л.: Знергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1989. - 400 с. на сторінці 61 іAs the closest analogue, the winding given in the work of H.K. Gervais "Windings of electric machines". - L.: Znergoatomizdat, Leningrad. otd-nie, 1989. - 400 p. on page 61 and
Зо зображена на рис. 2.12. Ця обмотка трифазного струму складається із секцій з великим перерізом провідників, які розташовані, включаючи лобові частини, на трьох ярусах, що дозволяє виключити перекриття секцій у лобових частинах. Але із-за того, що обмотка виконується з окремих секцій, що виготовлені з провідників у вигляді шини великого перерізу, з наступним їх з'єднанням у лобових частинах для отримання суцільної обмотки, виникає проблема їх з'єднання.It is shown in fig. 2.12. This three-phase current winding consists of sections with a large cross-section of conductors, which are located, including the frontal parts, on three tiers, which allows to exclude the overlapping of sections in the frontal parts. But due to the fact that the winding is made from separate sections made of conductors in the form of a bus with a large section, followed by their connection in the frontal parts to obtain a continuous winding, the problem of their connection arises.
В основу корисної моделі поставлена задача створення багатофазної обмотки електрогенератора для вітроустановки великої потужності з провідників у вигляді шини великого перерізу, у якій кожна фаза являє собою не групу секцій з наступним їх з'єднанням у обмотку, а один безперервний провідник для усунення необхідності з'єднання секцій, спрощення виготовлення обмотки, зменшення омічних втрат у обмотці. Тобто задача зводиться до спрощення схеми та технології виготовлення обмотки.The useful model is based on the task of creating a multiphase winding of an electric generator for a high-power wind turbine from conductors in the form of a large cross-section bus, in which each phase is not a group of sections with their subsequent connection into a winding, but one continuous conductor to eliminate the need for connection sections, simplification of winding production, reduction of ohmic losses in the winding. That is, the task comes down to simplifying the circuit and winding manufacturing technology.
Поставлена задача вирішується тим, що трифазна обмотка синхронного електрогенератора для вітроустановок великої потужності являє собою фазні обмотки, що виконані шинами великого перерізу, які розташовані у трьох ярусах, і укладені у пази статора, згідно з корисною моделлю, кожна фазна обмотка являє собою один безперервний провідник, що виконаний у вигляді меандру, який огинає зубці статора.The task is solved by the fact that the three-phase winding of a synchronous electric generator for high-power wind turbines is a phase winding made of large-section busbars, which are located in three tiers and are placed in the slots of the stator, according to a useful model, each phase winding is one continuous conductor , which is made in the form of a meander that goes around the teeth of the stator.
Загальними ознаками з найближчим аналогом є те, що трифазна обмотка синхронного генератора для вітроустановок великої потужності являє собою три фазні обмотки, що виконані у вигляді шини великого перерізу, які розміщені у трьох ярусах.The common features with the closest analogue are that the three-phase winding of a synchronous generator for high-power wind turbines is three-phase windings made in the form of a bus with a large section, which are placed in three tiers.
Відмінними ознаками є те, що кожна фазна обмотка являє собою один безперервний провідник у вигляді меандру.Distinguishing features are that each phase winding is one continuous conductor in the form of a meander.
Суть корисної моделі пояснюють креслення, де на фіг. 1 наведено загальний вигляд генератора; на фіг. 2 - схема розташування трьох фазних обмоток у пазах.The essence of the useful model is explained by the drawings, where in fig. 1 shows the general view of the generator; in fig. 2 - diagram of the arrangement of three phase windings in the slots.
На фіг. 1 показано загальний вигляд генератора трифазного синхронного генератора підвищеної потужності, що складається з статора І і ротора ІІ. Збудження здійснюється від постійних магнітів 6. На зубцях статора 5 розміщена обмотка синхронного генератора, яка складається з 3-х фазних обмоток: 1, 2, 3. Кожна фазна обмотка виконана у вигляді жорсткої шини великого перерізу, тому вся обмотка розташована на трьох ярусах по висоті зубців 5 статора Ії. Кожна фаза являє собою один безперервний провідник, що виконаний у вигляді бо меандру, який огинає зубці статора 5. Розташування всієї обмотки у трьох ярусах дозволяє виключити перетин обмоток у лобових частинах, за межами зубців 5 статора І, що має місце у звичайних обмотках. Це дозволяє виконати обмотку електрогенератора підвищеної потужності у вигляді шин великого перерізу, який необхідний для протікання великих струмів. Ярмо 4 статораIn fig. 1 shows the general view of the generator of the three-phase synchronous generator of increased power, consisting of the stator I and the rotor II. Excitation is carried out by permanent magnets 6. The winding of the synchronous generator is placed on the teeth of the stator 5, which consists of 3 phase windings: 1, 2, 3. Each phase winding is made in the form of a rigid bus with a large section, so the entire winding is located on three tiers height of teeth 5 of the stator Ii. Each phase is one continuous conductor, made in the form of a meander, which goes around the teeth of the stator 5. The arrangement of the entire winding in three tiers makes it possible to exclude the crossing of the windings in the frontal parts, outside the teeth 5 of the stator I, which occurs in ordinary windings. This makes it possible to wind the generator of increased power in the form of tires with a large section, which is necessary for the flow of large currents. Yoke 4 stator
Ї являє собою набор листів з електротехнічної сталі певної конфігурації в вигляді зубців 5 та пазів поміж ними. Ротор ІЇ електрогенератора являє собою сталеве ярмо 7 з електротехнічної сталі. На цьому ярмі 7 жорстко закріплені постійні магніти 6 різнойменної полярності.It is a set of sheets of electrotechnical steel of a certain configuration in the form of teeth 5 and grooves between them. The rotor II of the electric generator is a steel yoke 7 made of electrical steel. On this yoke 7 permanent magnets 6 of different polarity are rigidly fixed.
Працює електрогенератор наступним чином.The electric generator works as follows.
При обертанні ротора І генератора магнітний потік, що створюється постійними магнітами 6, перетинає обмотку статора І. При цьому у фазних обмотках 1, 2, З наводиться електрорушійна сила (ЕРС), під дією якої у обмотці потече струм при підключенні навантаження.When the rotor I of the generator rotates, the magnetic flux created by the permanent magnets 6 crosses the winding of the stator I. At the same time, an electromotive force (EMF) is induced in the phase windings 1, 2, Z, under the influence of which a current will flow in the winding when the load is connected.
У трифазній обмотці зсув фаз а здійснюється за рахунок зсуву фаз (меандрів) по куту кола на 120 електричних градусів. Додаткова перевага обмотки у вигляді меандру в тому, що в ній менші омічні втрати за рахунок меншого опору обмотки, так як в такій обмотці відсутня одна лобова частина у порівнянні з традиційними обмотками, у яких обмотка фази являє собою з'єднання окремих секцій, кожна з яких складається з витків, що охоплюють увесь зубець по його периметру. В обмотці у вигляді меандру зубець з одного торця не охоплений обмоткою, тому опір обмотки менше, так як зберігається потокозчеплення обмотки і активної довжини провідників фазних обмоток.In a three-phase winding, the phase a is shifted due to the phase shift (meanders) along the angle of the circle by 120 electrical degrees. An additional advantage of the winding in the form of a meander is that it has lower ohmic losses due to the lower resistance of the winding, since in such a winding there is no frontal part in comparison with traditional windings, in which the phase winding is a connection of separate sections, each of which consists of turns covering the entire tooth along its perimeter. In a winding in the form of a meander, the tooth from one end is not covered by the winding, therefore the resistance of the winding is less, since the flux coupling of the winding and the active length of the conductors of the phase windings is preserved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202100553U UA147772U (en) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | THREE-PHASE WINDING OF SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR FOR HIGH POWER WIND INSTALLATIONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202100553U UA147772U (en) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | THREE-PHASE WINDING OF SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR FOR HIGH POWER WIND INSTALLATIONS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA147772U true UA147772U (en) | 2021-06-09 |
Family
ID=76527705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU202100553U UA147772U (en) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | THREE-PHASE WINDING OF SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR FOR HIGH POWER WIND INSTALLATIONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA147772U (en) |
-
2021
- 2021-02-10 UA UAU202100553U patent/UA147772U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200186012A1 (en) | High acceleration rotary actuator | |
CN105356701B (en) | Radial distribution three-phase disc type transverse flux permanent-magnet generator | |
CN102035270A (en) | Axial excitation double salient pole motors | |
CN107465327B (en) | Electric excitation biconvex electrode linear motor | |
CN111082622A (en) | Decoupling type birotor alternating pole permanent magnet motor | |
UA147772U (en) | THREE-PHASE WINDING OF SYNCHRONOUS ELECTRIC GENERATOR FOR HIGH POWER WIND INSTALLATIONS | |
CN102868246B (en) | High-capacity low-speed permanent-magnet wind-driven generator | |
CN110112844A (en) | A kind of doubly salient permanent magnet motor | |
RU2417506C2 (en) | Low-speed electric machine with circular stator | |
ES2439012T3 (en) | AC electric induction motor | |
CN115967309A (en) | Moving-magnet type multiphase permanent magnet synchronous linear motor based on independent winding structure | |
CN109586429A (en) | Based on every tooth winding and equal stator tooths away from fault tolerant permanent magnet machine | |
CN110417157B (en) | Multiphase axial flux permanent magnet synchronous motor | |
CN109599974B (en) | Three-phase single-layer winding motor with span of 2 | |
RU2709024C1 (en) | Electromechanical energy converter with serrated concentric winding | |
CN102005884A (en) | Wide rotation speed range output permanent magnet constant speed generator system | |
WO2012121685A2 (en) | Low-speed multipole synchronous generator | |
RU175549U1 (en) | High speed electromechanical energy converter | |
RU2478250C1 (en) | Reduction magnetoelectric machine with pole gear-type inductor | |
RU67347U1 (en) | SYNCHRONOUS ELECTRIC MACHINE | |
WO2009051515A1 (en) | Synchronous electrical machine | |
CN208285179U (en) | Non-overlapping winding sectional type birotor electro-magnetic flux switching motor | |
RU207794U1 (en) | End-type synchronous electric machine | |
RU214309U1 (en) | Motor stator design | |
CN114400854B (en) | Homopolar four-phase brushless alternating-current generator |