ДРОБНАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЯКОРНАЯ

ДРОБНАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЯКОРНАЯ


RU (11) 2058652 (13) C1

(51) 6 H02K3/28 

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

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

(21) Заявка: 5048709/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.22 
(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. Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. М.-Л.: ГЭИ, 1959, с.224. 3. Авторское свидетельство СССР N 1495911, кл. H 02K 3/28, 1989. 
(71) Заявитель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 
(72) Автор(ы): Попов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 

(54) ДРОБНАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЯКОРНАЯ 

Использование: в электрических машинах переменного тока. Сущность: дробная трехфазная якорная обмотка с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q = 4,75 выполнена двухслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6 p катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1Г + 3к, 5Г + 3к, 9Г + 3к, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где к = 0,1,2,..., (2p - 1). Катушки группируются в катушечных группах по ряду 5 5 5 4, повторяемому 3p/2 раза: группы с номерами 4Г + 4к содержат четыре катушки с шагами по пазам а остальные группы - пять катушек с yп = 14, 12, 10, 8, 6. Числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны (1 + x) Wк, (1 + x) Wк, Wк, (1 - x) Wк, (1 - x) Wк для групп 1Г и 3Г, (1 - x) Wк, (1 + x) Wк, (1 + x) Wк, (1 - x) Wк, (1 - x) Wк для группы 2Г, (1 + x) Wк, (1 + x) Wк, (1 - x) Wк, (1 - x) Wк для группы 4Г, каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 - четное число; Z = 28,5 p; 2Wк - число витков в пазах, а значение x выбирается в пределах 0,45 x 0,55. Технический результат: снижение дифференциального рассеяния обмотки. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока асинхронных и синхронных.

Известны трехфазные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые двухслойными с дробным числом пазов на полюс и фазу q из равношаговых или концентрических катушек [1]

Недостаток таких обмоток повышенное содержание гармонических МДС, что ухудшает показатели машин. Катушки в катушечных группах дробных обмоток группируются по рядам приводимым в [2]

Наиболее близкой конструктивно к предлагаемой является трехфазная дробная обмотка с полюсностью р 2, выполненная двухслойной из концентрических катушек в z 57 пазах с группировкой катушек по ряду 5 5 5 4 [3]

Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q 4,75 путем снижения дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 и 2 изображены чередования фазных зон по пазам известной (фиг. 1) и предлагаемой (фиг.2) обмоток при р 2 и z 57 пазах; на фиг. 3 и 4 многоугольника МДС известной (фиг.3) и предлагаемой (фиг.4) обмоток; на фиг. 5 диаграмма сдвига осей катушечных групп обмотки, где = 15о/q.

Обмотка (фиг.1 и 2) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью р 2 в z 57 пазах (q z/6p 4,75) из 6р 12 катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1Г+3к, 5Г+3к, 9Г+3к, где к 0, 1, 2,(2р-1) 3. Группы в фазах соединены последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных. Зажимы начал фаз выводятся из начал групп 1Г, 5Г, 9Г, а их концы из начал групп 10Г, 2Г, 6Г. Фазные зоны обозначены как А-Х, В-Y, C-Z и зоны, А, В, С соответствует начальным сторонам групп, а зоны Х, Y, Z их конечным сторонам. По фиг.2 группы с номерами 4Г+4к=4Г, 8Г, 12Г содержат четыре концентрические катушки с шагами по пазам Y'п 13, 11, 9, 7, а остальные группы пять катушек с Yп 14, 12, 10, 8, 6. В первой группировке катушечных групп числа витков катушек равны (1+х)wк, (1+х)wк, wк, (1-х)wк, (1-х)wк для групп 1Г и 3Г, (1-х)wк, (1+х)wк, (1+х)wк, (1-х)wк, (1-х)wк для группы 3Г, (1+х)wк, (1+х)wк, (1-х)wк, (1-х)wк для группы 4Г, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где 2wк число витков в каждом пазу, за исключением пазов 3, 4, 22, 23, 41, 42, заполненных обмоткой на 3/4 и зачерненных на фиг.2, а значение х выбирается в пределах 0,45 х 0,55 и в среднем равно 0,5. Многоугольники МДС (фиг. 3 и 4) построены по фиг.1 и 2 (с использованием вспомогательной треугольной сетки со стороной, принятой за 0,5 единиц длины) и по ним определяется коэффициент дифференциального рассеяния д [(Rд/R2-1] 100% характеризующий качество обмотки по уровню содержания в ее кривой МДС высших и низших гармонических, где R2д R2i квадрат среднего радиуса пазовых точек (i=1-z) многоугольника, а R=(ZKоб/р ) радиус окружности для основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом Коб. При полюсном делении 3q 14,25 по коэффициентам укорочения катушек Куsin( Yп/2 ) определяется обмоточный коэффициент с учетом фиг.5: для обмотки по фиг.2 при х 0,5 Коб Еф/wф [(0,9996+0,9694)1,5+0,8923+(0,7719+ +0,6142) 0,6]2cos+ 0,9962 0,5+ (0,9694+ +0,8923)1,5+(0,7719+0,6142)0,5+(0,9905+ +0,9365)1,5+ +(0,8372 +0,6973)0,5]/18,516,7071/18,5 0,9031, где wф 18,4 wк с учетом частично заполненных обмоткой пазов, и средний шаг катушек по пазам равен Yп.ср 203/18,5 10,97; для известной обмотки (фиг.1) Коб= 0,8944 при Yп 11.

По фиг.3 для известной обмотки получают Rд2 3780/57, R (57 0,8944/2 ) и д= 0,731% по фиг.4 для предлагаемой обмотки Rд2 3645/57, R (55,5 0,9031/2 ), где Y' 55,5 эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, и д= 0,490%

Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной обмоткой имеет значительно меньшее дифференциальное рассеяние (в 0,731/0,490 1,492 раза) и большее значение обмоточного коэффициента (в 0,9031/0,8944 1,01 раза) при практически одинаковом среднем шаге по пазам. Применение предлагаемой обмотки, например, в асинхронных машинах с короткозамкнутым ротором позволяет снизить амплитуды высших гармонических МДС (в 1,5 раза), уменьшая тем самым добавочные потери в стали и магнитный шум машины, повышая КПД, уменьшить индуктивное сопротивление обмотки и повысить коэффициент мощности. Такую обмотку можно применять в асинхронных и синхронных машинах с полюсностью р 2 четное число при числе пазов на полюс и фазу q 4,75. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ДРОБНАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЯКОРНАЯ с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 4,75, выполненная двуслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6p катушечных групп с номерами в фазах первой, второй и третьей соответственно 1Г + 3К, 5Г + 3К, 9Г + 3К, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а катушки группируются в катушечных группах по ряду 5 5 5 4, повторяемому 3p/2 раза, отличающаяся тем, что группы с номерами 4Г + 4К содержат четыре катушки с шагами по пазам 13,11, 9,7, а остальные группы пять катушек с Yп 14,12,10,8,6, причем числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны (1 + X) Wк, (1 + X) Wк, Wк, (1 X) Wк, (1 X) Wк для групп 1Г и 3Г, (1 X) Wк, (1 + X) Wк, (1 + X) Wk, (1 X) Wк, (1 X) Wк для группы 2Г, (1 + X) Wк, (1 + X) Wк, (1 X) Wк, (1 X) Wк для группы 4Г, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 четное число, Z 28,5 p, k 0,1,2, 2p 1, 2Wк число витков в пазах, а значение X выбирается в пределах 0,45 X X 0,55.