ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q = 3,125) ОБМОТКА

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q = 3,125) ОБМОТКА


RU (11) 2079946 (13) C1

(51) 6 H02K3/28, H02K3/12 

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

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

(21) Заявка: 5051115/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.01 
(45) Опубликовано: 1997.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин. - М.- Л.: Энергия, 1980, с. 79 - 88. 2. Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. - М.-Л.: ГЭИ, 1959, с. 224. 
(71) Заявитель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 
(72) Автор(ы): Попов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Волжский инженерно-педагогический институт 

(54) ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q = 3,125) ОБМОТКА 

Область использования: электрические машины переменного тока. Сущность изобретения: трехфазная дробная /q = 3,125/ обмотка выполнена в Z = 75р/4 пазах из 6р катушечных групп с номерами групп в фазах 1Г+3к, 9Г+3к, 17Г+3к, катушки сгруппированы в группах по ряду 4, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, повторяемому 3р/4 раза, при этом группы с номерами 1Г+3 имеют четыре концентрические катушки с шагами Yп=10,8,6,4 и числами витков Wk, Wk, Wk, /1-x/Wk, а остальные группы имеют три концентрические катушки с шагами Yп=9,7,5 и числами витков по Wk, где р 4 - кратно четырем, к = 0,1,2,,,,,/2р-1/, 2Wk - число витков в пазу, а х = 0,5 и выбирается в пределах 0,45 х0,55. Технический результат: уменьшение дифференциального рассеяния. 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может применяться в асинхронных и синхронных машинах.

Известны трехфазные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые с дробным числом пазов на полюс и фазу q двухслойными из равношаговых или концентрических катушек [1] Недостатки дробных обмоток - повышенное содержание высших и низших гармонических в кривой МДС, что увеличивает дифференциальное рассеяние обмотки и ухудшает показатели машин с такими обмотками.

Катушки в катушечных группах дробных обмоток группируются по рядам, приводимым в [2]

Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q 3,125 путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 и 2 изображены чередования по пазам фазных зон трехфазной дробной обмотки с полюсностью р 4 при Z 75 пазах (q 3,125) известной (фиг. 1) и предлагаемой (фиг. 2); на фиг. 3 многоугольники МДС обмотки по фиг. 1 (внутренний) и по фиг. 2 (наружный); на фиг. 4 диаграмма сдвига осей катушечных групп, где угол 7,5o/q.

Трехфазная дробная обмотка с числом пазов на полюс и фазу q 3,125 при р 4 и Z 75 (фиг. 1) выполняется двухслойной с шагом катушек по пазам Yп 7 из 6р 24 катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1Г+3к 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, 13Г, 16Г, 19Г, 22Г; 9Г+3к 9Г, 12Г, 15Г, 18Г, 21Г, 24Г, 3Г, 6Г; 17Г+3к 17Г, 20Г, 23Г, 2Г,5Г,8Г, 11Г, 14Г, соединяемых в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где к 0,1,2, (2р-1) 7. Начала фаз выводятся из начал групп 1Г, 9Г, 17Г, а их концы из начал групп 22Г, 6Г, 14Г. Катушки в катушечных группах группируются по ряду 4 3 3 3 3 3 3 3, повторяемому 3р/4 3 раза [2] Фазные зоны на фиг. 1 и 2 обозначены как А-Х, B-Y, C-Z и зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам групп в пазах, а X, Y, Z их конечным сторонам. Известная обмотка по фиг. 1 имеет обмоточный коэффициент Коб=0,8804.

В предлагаемой обмотке группы выполняются из концентрических катушек: группы с номерами 1Г+8к 1Г, 9Г, 17Г содержат четыре катушки с шагами по пазам Yп= 10, 8, 6, 4 и числами витков Wк, Wк, Wк, (1-x)Wк, а остальные группы содержат три катушки с шагами по пазам Yп=9, 7, 5 и числами витков по Wк в каждой катушке, где 2Wк число витков в пазу (за исключением пазов с номерами 4, 8, 29, 33, 54, 58, заполненных обмоткой на 3/4 и зачерненных на фиг. 2), а значение х 0,5 и выбирается в пределах 0,45x0,55. Обмоточный коэффициент обмотки по фиг. 2 определяется по коэффициентам укорочения катушек Kу= sin(yп/2) с учетом диаграммы фиг. 4 и равен: где полюсное деление = 3q = 9,375, = 7,5/q и число витков в фазе Wф=24,5 Wк с учетом не полностью заполненных обмоткой пазов (см. фиг. 2); средний шаг катушек по пазам равен Yп.ср=[(10+8+6+40,5)+(9+7+5)7]/24,5=7,06.

Многоугольники МДС (фиг. 3) построены по фиг. 1 и 2 с использованием вспомогательной треугольной сетки и ее сторона принята за единицу длины для внутреннего многоугольника (для обмотки по фиг. 1) и за 0,5 единиц длины для наружного (для обмотки по фиг. 2). Качество обмотки по уровню содержания в ее кривой МДС высших и низших гармонических определяется как д= [(Rд/R)2-1]100% где квадрат радиуса, среднего для пазовых точек многоугольника, а (ZKоб/p) радиус окружности для основной гармонической МДС. Коэффициент дифференциального рассеяния д для известной обмотки (фиг. 1) равен д= 1,848% при R2д703/25 по внутреннему многоугольнику фиг. 3 и R = (750,8804/4) а для предлагаемой обмотки (фиг. 2) д1,663% при R2д 682/25 по наружному многоугольнику фиг. 3 и R = (73,50,8857/4 где Z'=73,5 эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов.

Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной имеет лучшие электромагнитные параметры: несколько большее значение Коб (в 0,8857/0,8804 раза) при практически одинаковом среднем шаге катушек по пазам (Yп.ср= 7,06, примерно Yп 7) и меньшее значение дифференциального рассеяния (в 1,848/1,663 1,11 раза). Применение предлагаемой обмотки, например, в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором позволяет: снизить амплитуды высших гармонических полей в зазоре и тем самым уменьшить добавочные потери в стали, перегрев ротора и магнитный шум, повысить КПД машины; снизить индуктивное сопротивление рассеяния обмотки и тем самым повысить коэффициент мощности машины. Технология намотки предлагаемой обмотки ничем не отличается от изготовления известной обмотки. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Трехфазная дробная (q 3,125) обмотка с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 3,125, выполненная двухслойной в Z 75 p/4 пазах из 6p катушечных групп с номерами в фазах первой, второй, третьей соответственно 1Г + 3k, 9Г + 3k, 17Г + 3k, соединяемых в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а катушки группируются в катушечных группах по ряду 4 3 3 3 3 3 3 3, повторяемому 3p/4 раза, отличающаяся тем, что группы с номерами 1Г + 8k содержат четыре концентрические катушки с шагами по пазам Уп 10, 8, 6, 4 и числами витков Wk, Wk, Wk, (1 x) Wk, а остальные группы содержат три концентрические катушки с шагами по пазам Уп 9, 7, 5 и числами витков по Wk в каждой катушке, где p 4 кратно четырем, k 0, 1, 2, ((2p 1), 2Wk число витков в пазу, а значение x 0,5 и выбирается в пределах 0,45 x 0,55.