ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА


RU (11) 2058650 (13) C1

(51) 6 H02K3/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5042621/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.05.18 
(45) Опубликовано: 1996.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Копылов И.п. и др. Проектирование электрических машин, М.: Энергия, 1980, с.79-88. 2. Попов В.И. Электрические совмещенные НЧ. М.: Энергия, 1980. 3. Авторское свидетельство СССР N 1494118, кл. H 02K 3/28, 1989. 
(71) Заявитель(и): Попов В.И. 
(72) Автор(ы): Попов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 

(54) ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА 

Использование: в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями. Сущность изобретения: в первой группировке катушечных групп трехфазной дробной обмотки якоря с q = 3,25 числа витков катушек равны (1 + x) Wк, Wк, (1 - x) Wк для групп с номерами 1, 2, 3; (1 - x) Wк, (1 + x) Wк, Wк, (1 - x) Wк для группы 4, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 - четное число; Z = 19,5 p; к = 0,1,2,..., 2p - 1; 2Wк - число витков в пазах, а значение x выбирается в пределах 0,45 x 0,55. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обмоткам к электрических машин переменного тока и может применяться совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе.

Известны трехфазные дробные обмотки машин переменного тока, выполняемые двухслойными из равношаговых или концентрических катушек [1]

Такие обмотки характеризуются повышенным дифференциальным рассеянием, что увеличивает сопротивление рассеяния обмоток, и это особенно неблагоприятно отражается при применении дробных обмоток в совмещенных электрических машинах [2]

Наиболее близкой конструктивно к предлагаемой является трехфазная дробная обмотка с полюсностью р=2, выполненная в Z=39 пазах двухслойной из концентрических катушек [3]

Цель изобретения уменьшение расхода меди и снижение дифференциального рассеяния трехфазной дробной обмотки с q=3,25.

Цель достигается тем, что для трехфазной дробной обмотки якоря с полюсностью р и числом пазов на полюс и фазу q=3,25, выполненной двухслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6р катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1' +3к, 5' +3к, 9' +3к, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, катушки группируются в катушечных группах по ряду 3 3 3 4, повторяемому 3р/2 раза, группы с номерами 4' +4к содержат четыре катушки с шагами по пазам у'п=10, 8, 6, 4, а остальные группы три катушки с уп=9, 7, 5: в первой группировке катушечных групп числа витков катушек равны (1+х)wк, wк, (1-х)wк для групп с номерами 1' 2' 3' (1-х)wк,(1+x)wк, wк, (1-х)wк для группы 4' а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где р2 четное число; Z= 19,5 р; 2wк число витков в пазах; значение х выбирается в пределах 0,45x0,55.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при р=2 и Z= 39; на фиг. 2 и 3 показаны чередования фазных зон по пазам известной (фиг. 2) и предлагаемой (фиг. 3) обмоток; на фиг. 4 многоугольники МДС известной (внутренний) и предлагаемой (наружный) обмоток; на фиг. 5 диаграмма сдвига оcей катушечных групп, где 15о/q.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью р=2 в Z=39 пазах (q=Z/6p=3,25) из 6р=12 катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1' +3к=1' 4' 7' 10' 5' +3к=5' 8' 11' 2' 9' +3к=9' 12' 3' 6' где к=0,1,2,2р-1=3. Группы фаз соединены последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных; зажимы начал фаз (из начал групп 1' 5' 9' ) обозначены как С1, С2, С3, а их концы (из начал групп 10' 2' 6' ) С4, С5, С6. Катушки группируются в катушечных группах по ряду 3 3 3 4, повторяемому 3р/2=3 раза, и группы с номерами 4' +4к=4' 8' 12' содержат четыре катушки с шагами по пазам у'п10, 8, 6, 4, а остальные группы три катушки с у'п=9, 7, 5. В первой группировке катушечных групп (группы с номерами 1' 2' 3' 4' ) числа витков катушек равны (1+х)wк, wк, (1-х)wк для групп 1' 2' 3' (1-х)wк, (1+х)wк, wк, (1-х)wк для группы 4' где 2wк число витков в каждом пазу (за исключением пазов с номерами 8, 9, 21, 22, 34, 35, заполненных на 1/4 и зачерненными на фиг. 3), а значение х выбирается в пределах 0,45x0,55. Каждая последующая группировка катушечных групп повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки. На фиг. 2 и 3 фазные зоны обозначены как А-Х, В-Y, C-Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам групп, а Х, Y, Z их конечным сторонам. По фиг. 2 и 3 строятся многоугольники МДС (фиг. 4) с использованием вспомогательной треугольной сетки, и векторы токов фазных зон показаны в центре фиг. 4. На фиг. 5 сдвига осей катушечных групп угол 15о/q.

Коэффициенты укорочения катушек при полюсном делении =Z/2p=3q=9,75 равны sin( 9/2 )=0,9927; sin( 7/2 )=0-9035; sin ( 5/2 )=0,7212; sin( 10/2 )=0,9992; sin( 8/2 )=0,9605; sin( 6/2 )=0,8230; sin ( 4/2 )=0,6007 и тогда с учетом фиг. 5 получают для предлагаемой обмотки (фиг. 3) при х=0,5 ЭДС фазы Еф=[(0,9927 1,5+0,9035+0,7212. 0,5) .(1+2 cos )+(0,9992. .0,5+0,9605. 1,5+0,8230+0,6007 .0,5)]wк=11,3052 wк, обмоточный коэффициент Коб= Еф/wф=11,3052/12,5=0,9044, где wф=12,5 wк (с учетом неполностью заполненных пазов по фиг. 3), средний шаг катушек по пазам уп.ср.[(9 1,5+7 +5 0,5)3+(10 0,5+8 1,5+6 +4. .0,5)]/12,5=94/12.5=7,52; для известной обмотки (фиг. 2) при уп=8-Коб=0,9175.

Коэффициент дифференциального рассеяния д=[(Rд/R)2-1]<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/729.gif" ALIGN=ABSMIDDLE> 100, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее МДС высших и низших гармонических, определяется по мно- гоугольнику МДС, где R2д R2i квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника, а R2=(ZKoб/р )2 квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС. По наружному многоугольнику фиг. 4 (сторона сетки принята за 0,5 единиц длины) для предлагаемой обмотки определяются R2д= 4593/(4 39), R2=(37,5 0,9044/2 )2=29,135596, где Z'=37,5 эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов (фиг. 3), д=1,053% по внутреннему многоугольнику фиг. 4 (сторона сетки принята за единицу длины) для известной обмотки определяются R2д=1284/39, R2=(39 0,9175/2 )2= 32,432589 и д=1,512% Таким образом, по сравнению с известной обмоткой (фиг. 2) предлагаемая обмотка (фиг. 3) имеет меньший средний шаг катушек по пазам (в 8/7,52=1,064 раза), т.е. меньший расход меди, а также значительно меньшее дифференциальное рассеяние (в 1,512/1,053=1,44 раза), что существенно снижает амплитуды высших гармонических МДС, уменьшает добавочные потери в стали, магнитный шум, увеличивает КПД машины с предлагаемой обмоткой. Предлагаемая обмотка может применяться, например, на статоре синхронных машин серии ОС-51, ОС-52 с системой возбуждения от третьей гармонической магнитного поля, в которых основная обмотка статора (Z=39) с полюсностью р=2 выполнена двухслойной с уп=8 (фиг. 2). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА якоря с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 3,25, выполненная двуслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6p катушечных групп с номерами в фазах первой, второй и третьей соответственно 1+3к, 5+3к, 9+3к, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, катушки группируются в катушечных группах по ряду 3 3 3 4, повторяемому 3p/2 раза, группы с номерами 4+4к содержат четыре катушки с шагами по пазам 6,4, а остальные группы три катушки с Yп 9,7,5, отличающаяся тем, что в первой группировке катушечных групп числа витков катушек равны (1 + X) Wк, Wк, (1 X) Wк для групп с номерами 1,2,3, (1 - X) Wк (1 + X) Wк, Wк, (1 X) Wк для группы 4, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 четное число, Z 19,5 p, к 0,1,2, 2p 1, 2Wк число витков в пазах, а значение X выбирается в пределах 0,45 X 0,55.