ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=42c ПАЗАХ

ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=42c ПАЗАХ


RU (11) 2298869 (13) C2

(51) МПК
H02K 3/04 (2006.01)
H02K 3/28 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004124276/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.08.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.08.09 
(43) Дата публикации заявки: 2006.01.27 
(45) Опубликовано: 2007.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЛИВШИЦ-ГАРИК М, Обмотки машин переменного тока, Ленинград, ГЭИ, 1959, с.254. RU 2002122164 A1, 15.02.2002. RU 2079946 С1, 20.05.1997. US 3348084 A, 17.10.1967. GB 1303992 A, 24.10.1973. ВОЛЬДЕК А.И., Электрические машины, Ленинград, Энергия, 1978, с.392-394. 
(72) Автор(ы): Ахунов Турсун Абдалимович (RU); Макаров Лев Николаевич (RU); Попов Виктор Иванович (RU); Петров Юрий Николаевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод - ОАО "ELDIN" (ЭЛДИН) (RU); Волжская государственная инженерно-педагогическая Академия - ВГИПА (RU) 
Адрес для переписки: 150040, г.Ярославль, пр. Октября, 74, ОАО "ELDIN", Патентная группа 

(54) ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=42c ПАЗАХ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электромашиностроении - в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей. Технический результат - снижение коэффициентов несимметрии и дифференциального рассеяния m'=m=3-фазной, m'=m=3-зонной несимметричной петлевой дробной обмотки при 2р=6c полюсах в z=42c пазах и q=z/3p=14/3. Сущность изобретения состоит в том, что трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2р=6c полюсах в z=42c пазах выполняется двуслойной m'=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p==14/3 из 3pc катушечных групп с группировкой 5 4 5 4 5 5 5 5 4, повторяемой c раз. При этом согласно изобретению концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=1-2(i-1) и числа витков (1-x)w к для катушек с номерами i=1, 5 и число витков (1+х)w к для катушки с номером i=3 для всех пятикатушечных групп, шаги по пазам y'пi=10-2(i'-1) и число витков (1+х)wк для катушки с номером i'=3 для всех четырехкатушечных групп при числе витков w к в остальных катушках катушечных групп, где c=1, 2, 3, ... ; i'=1...5 и i'=1...4 - номера катушек катушечных групп, начиная с наружной; x=0,55; 2wк - число витков в пазах, полностью заполненных обмоткой. 4 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока - асинхронных двигателей (АД) и синхронных генераторов (СГ).

Известны петлевые двухслойные m=3-фазные дробные обмотки, выполняемые при 2р полюсах в z пазах из m'p катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками при среднем шаге по пазам yк z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/m'p=b+c/d, где m'=2m=6 или m'=m=3 - число фазных зон на пару полюсов, c/d<1; по условиям симметрии отношения 2p/d - целые, d/m - нецелые [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-394].

Группировки катушек в группах дробных несимметричных (d/m - целое) обмоток задаются рядами и зависят от c/d [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока/Пер. с англ. Л.: ГЭИ, 1959, с.254], например 5 4 5 4 5 5 5 5 4 для q=14/3; из-за несимметрии фаз возрастает дифференциальное рассеяние.

В изобретении ставится задача снижения коэффициентов несимметрии, дифференциального рассеяния несимметричной m'=3-зонной обмотки при q=14/3.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной несимметричной дробной обмотки при 2р=6·c полюсах в z=42·c пазах, выполняемой двуслойной m'=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=14/3 из 3p·c катушечных групп с группировкой 5 4 5 4 5 5 5 5 4, повторяемой c раз:

концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=11-2(i-1) с числами витков (1-x)wк катушек с i=1, 5 и (1+х)w к катушки с i=3 для всех пятикатушечных групп и y' пi=10-2(i'-1) с числом витков (1+x)w к катушки с i'=3 для четырехкатушечных групп при w к витках в остальных катушках групп, где c=1, 2, 3, ..., i=1...5 и i'=1...4 - номера катушек групп, начиная с наружной, х=0,55, 2wк число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1, 2р=6, z=42 с номерами 1...42 снизу, 3р=9 группах с номерами 1Г...9Г сверху, чередованиями фазных зон А-В-С верхнего, X-Y-Z нижнего слоев, и зачерненные пазы содержат (2-x)wк витков при 2w к витках в остальных пазах, а снизу размечены сдвиги осей групп; на фиг.2 построена диаграмма сдвигов групп, их ЭДС фаз ЕА, ЕВ, Е С относительно оси симметрии 2Г; на фиг.3, 4 по треугольной сетке построены многоугольники МДС обмотки для катушек равно - фиг.3 и неравновитковых фиг.4. Обмотка фиг.1 соединяется при последовательно-согласном включении групп: 1Г, 4Г, 7Г в фазе I, 2Г, 5Г, 8Г в фазе II, 3Г, 6Г, 9Г в фазе III с началами из 1Г, 2Г, 3Г; фазы могут сопрягаться в Y и . При с=2, 3, ... обмотка имеет 2р=6с=12, 18, ... полюсов, z=42c=84, 126, ... пазов и 3рс=18, 27, ... групп.

Для обмотки фиг.1 ЭДС групп определяются по коэффициентам укорочения концентрических катушек Kyi=sin(90yпi / п)=sin(90°yпi /7) при полюсном делении п=z/2р=7: Кyi =(1-х)0,6234898 (yпi=11 и 3), (1+х)1,0 (yпi=7) при Ег.б=4,04892-х0,24698 для групп пятикатушечных больших, (1+х)0,974928 (y' пi=6) при Ег.м=3,51352+х0,974928 для групп четырехкатушечных малых. Диаграмма фиг.2 построена для 2р=6, z=42, п=360°/z=60°/7 при углах сдвигов осей групп фиг.1: 2Г 3Г=4,5 пр=120°-0,5 п и 2Г 1Г=240°+0,5 п; 2Г 4Г=9 пp=240°- п и 2Г 9Г=120°+ п; 2Г 5Г=13,5 пр=360°-1,5 п и 2Г 8Г=360°+1,5 п; 2Г 6Г=18,5 пp=120°-0,5 п и 2Г 7Г=240°+0,5 п, по которой: EВ =E2Г+2E5Гсos1,5 п=11,408324+х0,4933533 - вертикальный вектор, E2 A=E 2 4Г+(2E1Г) 2-4E4ГE1Гcos(180°-1,5 п) и при х=0-ЕА =ЕС=11,54973, а угол (фиг.2) определяется по теореме синусов Е АВ/sin =EА/sin(180°-1,5 п), откуда =3,8815° и углы сдвигов фазных ЭДС равны: ВА= ВС=120°- п+ =119,5958 и AC=120,8084°. По фазным ЭДС и углам их сдвигов определяются линейные ЭДС а=E BA=b=EВС=19,8418, c=E AC=20,0857 и тогда по выражениям: S=a+b+c, A=(a 2+b2+c2)/6, Kнес%=(F/D) [Петров Г.Н. Электрические машины, ч.2. Асинхронные и синхронные машины. М.-Л.; ГЭИ, 1963, с.162] вычисляется коэффициент несимметрии Kнес% =0,81% и Kоб=(EAC +2EBA)/ ·42=0,8216.

Подобным образом для неравновитковой обмотки по фиг.1 при х=0,55:ЕВ=11,6797. EA=EС=11,8088, =4,3766°, BA= ВС=120,0909° и АС=119,8182°, a=b=Е ВА=ЕВС=20,350, с=Е АС=20,4347, Kнес%=0,15, K об=(EAC+2EBA ) (z-3x)=0,87475 и z'=42-3х=40,35 - эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, т.е. она имеет бóльший Kоб, меньший Kнес% (в 0,81/0,15=5,4 раза).

Из многоугольников МДС фиг.3, 4 (с единичными векторами токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y в центре) по треугольной сетке и соотношениям



определяется коэффициент дифференциального рассеяния д%, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу МДС при квадрате среднего радиуса j=1...z пазовых точек R2 д , радиусе Ro окружности для основной гармонической [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по многоугольникам МДС//Электричество. 1997. №9, с.53-55]:



По (1)-(2) при х=0: Kоб =0,8216-R2 д=600/42, Ro=42·0,8216/3 и д%=6,57; при х=0,55:K об=0,87475-R2 д =609,13/42, Rо=40,35·0,87475/3 и д%=3,41%, т.е. д% снижается в 6,57/3,41=1,93 раза. С учетом изменений Kоб, K нес%, д% обмотка по фиг.1 при х=0,55 имеет высокую эффективность Kэф=(0,87475/0,8216)(0,81/0,15)(6,57/3,41)(40,35/42)=10,9; при оптимальном значении x=xопт достигается Kнес=0.

Предлагаемая m'=3-зонная обмотка, в сравнении с m'=6-зонной при z=42, 2p=6, q=z/6p=7/3, yп=6, группировке 3 2 2 2 2 3 2 3 2, K об=0,9250, Kнес%=0,82 и д%=4,25 имеет пониженные K нес и д при вдвое меньшем числе групп.

Ее применение позволяет снижать добавочные потери в роторе и магнитные шумы в АД с к.з. ротором, улучшать форму кривой напряжения в СГ.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2р=6с полюсах в z=42c пазах, выполненная двуслойной, m'=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=14/3 из 3pc катушечных групп с группировкой катушек по ряду 5 4 5 4 5 5 5 5 4, повторяемой c раз, отличающаяся тем, что концентрические катушки имеют: шаги по пазам y пi=1-2(i-1) и числа витков (i-x)wк для катушек с номерами i=1, 5 и число витков (i+x)w к для катушки с номером i=3 для всех пятикатушечных групп, шаги по пазам y'пi=10-2(i'-1) и число витков (1+x)wк для катушки с номером i'=3 для всех четырехкатушечных групп при числе витков w к в остальных катушках катушечных групп, где с=1, 2, 3, ...; i'=1...5 и i'=1...4 - номера катушек катушечных групп, начиная с наружной; x=0,55; 2wк - число витков в пазах, полностью заполненных обмоткой.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru