ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=24с ПАЗАХ

ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=24с ПАЗАХ


RU (11) 2293420 (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: 2004124312/09 
(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: 2007.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЛИВШИЦ-ГАРИК М. Обмотки машин переменного тока. - Л.: ГЭИ, 1959, с.254. RU 2002122164 A1, 15.02.2002. RU 2079946 C1, 20.05.1997. RU 2091958 C1, 27.09.1997. US 3348084 A, 17.10.1967. GB 1303992 A, 24.10.1973. ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: 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-т Октября, 74, ОАО "ELDIN", патентная группа 

(54) ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=24с ПАЗАХ

Изобретение относится к области элетротехники и электромашиностроении и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, - снижение коэффициентов несимметрии и дифференциального рассеяния m=3-фазной, m =m=3-зонной несимметричной петлевой дробной обмотки при 2р=6с полюсах в z=24с пазах и при q=z/3p=8/3. Сущность изобретения состоит в том, что в трехфазной несимметричной дробной обмотке при 2р=6с полюсах в z=24с пазах, выполняемой двуслойной m =3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p из 3рс катушечных групп с группировкой 3 2 3 2 3 3 3 3 2, повторяемой с раз, согласно данному изобретению концентрические катушки имеют шаги по пазам Упi=6, 4, 2 и числа витков (1-х)w к, (1+х)wк соответственно, для трехкатушечных групп и шаги по пазам у пi=5, 3 и числа витков wк, (1+х)w к соответственно, для двухкатушечных групп при значении х=0,5, где с=1, 2, 3,...; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой. 4 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


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

Известны петлевые и 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 ук z/2p, число 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, с/d<1; по условиям симметрии отношения 2р/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 с/d [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока / Пер. с англ. Л.: ГЭИ, 1959, с.254], например 3 2 3 2 3 3 3 3 2 для q=8/3; несимметрия фаз приводит к возрастанию дифференциального рассеяния.

В изобретении ставится задача снижения коэффициентов несимметрии, дифференциального рассеяния несимметричной m =3-зонной обмотки при q=8/3.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной несимметричной дробной обмотки при 2р=6с полюсах в z=24с фазах, выполняемой двухслойной m =3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=8/3 из 3р·с катушечных групп с группировкой 3 2 3 2 3 3 3 3 2, повторяемой с раз:

концентрические катушки имеют шаги по пазам упi=6, 4, 2 с числами витков (1-х)wк , (1+х)wк для групп трехкатушечных у пi=5,3 c числами витков wк, (1+х)w к, для двухкатушечных при х=0,5, где с=1, 2, 3,... и 2w к - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев с верхними лобовыми частями предлагаемой обмотки при с=1, 2р=6, z=24 пазах с номерами 1...24 снизу, 3р=9 группах с номерами 1Г...9Г сверху, чередованиями фазных зон А-В-С верхнего и Х-Y-Z нижнего слоев, где зачерненные пазы содержат (2-х)wк витков при 2wк витках во всех остальных пазах и снизу размечены сдвиги осей групп; на фиг.2 построена диаграмма сдвигов ЭДС групп, фаз ЕА , ЕВ, ЕС относительно оси симметрии 2Г группировки; на фиг.3, 4 построены по треугольной сетке многоугольники МДС обмотки фиг.1 для катушек равно - фиг.3, неравновитковых - фиг.4. Такая m'=3-зонная обмотка по фиг.1 соединяется обычным образом при последовательно-согласном включении в фазах ее групп: 1Г, 4Г, 7Г в фазе I, 2Г, 5Г, 8Г - в фазе II, 3Г, 6Г, 9Г - в фазе III с их началами из начал групп: 1Г, 2Г, 3Г; фазы могут сопрягаться звездой или треугольником. При с=2, 3,... обмотка имеет 2р=6с=12, 18,... полюсов при z=24c=48, 72,... пазах и 3рс=18, 27,...группах.

Для обмотки фиг.1 ЭДС групп определяются по коэффициентам укорочения концентрических катушек Кyi=sin(90yi/ П)=sin(22,5°yi) при полюсном делении П=z/2p=4:Кyi(1-х)0,707107(упi =6), (1-x)1,0(упi=4), (1-x)0,707107(упi =2) при Ег.б=2,414214-x0,414214 для групп трехкатушечных (больших) и 0,92388 (у пi=5), (1-x)0,92388(у пi=3) при Ег.м=1,84776+x0,92388 для двухкатушечных (малых). Диаграмма фиг.2 построена для 2р=6,z=24, П=360°/z=15° и углах сдвигов осей групп (см. фиг.1): 2Г 3Г=2,5( Пр)=112,5°=120°-0,5° П и 2Г 1Г=240°+0,5 П; 2Г 4Г-5(45°)=225°=240°- П 2Г 9Г=120°+ П; 2Г 5Г=7,5(45°)=337,5°-360°-1,5 П и 2Г 8Г=360°+1,5 П; 2Г 6Г=10,5(45°)=120°-0,5 П и 2Г 7Г=240°+0,5 П, по которой ЭДС фазы равны: ЕВ=Е 2г(м)+2Е5г(б)cos(22,5°)=6,308646+x0,158513 - вертикальный вектор; Е2 А=(2Е1г(б) 2+Е2 г4(м)-4Е1г(б) Ег4(м)cos(180°-22,5°) - по теореме косинусов и при х=0-ЕА=Ес=6,57368, а угол на фиг.2 определяется по теореме синусов Ег.м /sin =ЕА/sin(157,5°), откуда =6,17505°, тогда углы сдвигов фазных ЭДС равны: ВА= ВС=120°-7,5°+ =118,67505, АС=122,650°. По фазным ЭДС и углам сдвигов определяются линейные ЭДС а=ЕВА=b=EBC=11,08203, c=EAC=11,53491, тогда по выражениям: S=a+b+c, A=(a 2+b2+c2)/6, и Кнес%=(F/D)100% [Петров Г.Н. Электрические машины, ч.2. Асинхронные и синхронные машины. М. - Л.: ГЭИ, 1963, с.162] вычисляется коэффициент несимметрии Кнес%=2,71 при Коб=(ЕАС+2ЕВА)/24=0,81067 (для х=0).

Подобным образом для неравновитковой обмотки по фиг.1 при х=0,5:Ев=6,38790, ЕА=Ес=6,60748, =7,6875°, ВА= ВС=120,1875°, АС=119,625°, а=ЕВА=b=ЕВС =11,26548, с=ЕАС=11,42281, Кнес%=0,93, Коб=(ЕАС+2ЕВА)/(z-3x)=0,87125 и z'=(24-3x)=22,5 - эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, т.е. она имеет больший Коб и значительно меньший Кнес%(в 2,71/0,93=2,91 раза).

Из многоугольников МДС фиг.3 и 4 (с единичными векторами токов фазных зон A-Z-B-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=i...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.5-55]:



По (1)-(2): при х=0 и Коб=0,81067-R 2 д=123/24=5,125, Rо=24·0,81067/3 , д% 20,26%; при х=0,5 и Коб=0,87125-R 2 д=15,5/24, Ro=22,5·0,87125/3 (для z =24-3x=22,5) и д%=11,24%, т.е. снижается в 20,26/11,24=1,80 раза; средний шаг катушек уп.ср.= (упiwкi)/z =(96-15x)/(24-3x)=3,933. C учетом изменений Коб , Кнес%, д% обмотка фиг.1 при х=0,5 имеет высокую эффективность Кэф=(0,87125/0,81067)(2,71/0,93)(20,26/11,24)(22,5/24)=5,3, а при оптимальном х=хопт=0,52-Кнес%=0,855, Коб=0,87385 (z=22,44), д%=11,18%, Уп.ср=3,93 и Кэф =5,78.

Отметим, что m =6-зонная обмотка при z=24, 2p=6, q=z/6p=4/3, группировке 2 1 1 1 1 2 1 2 1 имеет уп=3, Коб=0,8656, Кнес%=2,01 и д%=13,2, т.е. в предлагаемой m =3-зонной обмотке понижены Кнес и д при вдвое меньшем числе групп.

Ее применение позволяет снижать добавочные потери в роторе и магнитные шумы в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором, улучшать форму кривой напряжения в синхронных генераторах.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2р=6с полюсах в z=24с пазах, выполняемая двуслойной m =3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p из 3рс катушечных групп с группировкой 3 2 3 2 3 3 3 3 2, повторяемой с раз, отличающаяся тем, что концентрические катушки имеют шаги по пазам упi=6, 4, 2 и числа витков (1-х)wк , (1+х)wк, (1-х)wк, соответственно для трехкатушечных групп и шаги по пазам у пi=5, 3 и числа витков wк, (1+х)w к, соответственно для двухкатушечных групп при значении х=0,5, где с=1, 2, 3,...; 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