ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=48c ПАЗАХ

ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=48c ПАЗАХ


RU (11) 2293418 (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: 2004124277/09 
(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 А1, 15.02.2002. RU 2079946 C1. 20.05.1997. US 3348084 А, 17.10.1967. GB 1303992 А, 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=6c ПОЛЮСАХ В z=48c ПАЗАХ

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей. Технический результат - снижение коэффициентов несимметрии и дифференциального рассеяния несимметричной петлевой дробной обмотки при 2р=6с полюсах в z=48с пазах. Сущность изобретения состоит с том, что в трехфазной несимметричной дробной обмотке при 2р=6с полюсах в z=48с пазах, выполняемой двухслойной, m =3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=16/3 из 3рс катушечных групп 1Г...9Г с группировкой 6 5 5 5 5 6 5 6 5, повторяемой с раз, согласно изобретению концентрические катушки катушечных групп имеют шаги по пазам упi=13-2(i-1) и числа витков (1-x)wк для катушек с i=1, 6 и число витков (1-х)wк для катушки с i=3 для шестикатушечных групп 1Г, 6Г, 8Г, шаги по пазам y пi=12-2(i -1) и число витков (1+x)wк для катушки с i =3 для всех пятикатушечных групп при числе витков (1-x)w к для катушек с i =1 катушечных групп 3Г, 4Г и для катушек с i =5 катушечных групп 7Г, 9Г, а для катушечных групп 2Г, 5Г число витков составляет Уп=8=(1-x)wк для катушки с i =5 в катушечной группе 2Г и для катушки с i =1 в катушечной группе 5Г, при этом в остальных катушках катушечных групп число витков равно wк, где с=1, 2, 3,...; i=1...6 и i =1...5 - номера катушек в катушечных группах, начиная с наружной; 2wк - число витков в пазах, полностью заполненных обмоткой; х=0,5. 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 ук 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, C.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 6 5 5 5 5 6 5 6 5 для q=16/3; из-за несимметрии фаз возрастает дифференциальное рассеяние.

В изобретении ставится задача снижения коэффициентов несимметрии, дифференциального рассеяния несимметричной m =3-зонной обмотки при q=16/3.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной несимметричной дробной обмотки при 2р=6с полюсах в z=48с пазах, выполняемой двуслойной m =3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=16/3 из 3рс катушечных групп 1Г...9Г с группировкой 6 5 5 5 5 6 5 6 5, повторяемой с раз:

концентрические катушки имеют шаги по пазам упi=13-2(i-1) с числами витков (1-х)wк катушек с i=1, 6 и (1+x)wк катушки с i=3 для групп шестикатушечных 1Г, 6Г, 8Г, у пi=12-2(i -1) с числом витков (1+х)wк катушки с i =3 для всех пятикатушечных групп при (1-х)wк витках катушек с i =1 групп 3Г, 4Г и с i =5 групп 7Г, 9Г, а для групп 2Г, 5Г при yп=8 - (1-x)wк витках катушки с i =5 в 2Г и с i =1 в 5Г при wк в остальных катушках групп, где с=1, 2, 3,..., i=1...6 и i =1...5 - номера катушек в группах, начиная с наружной, х=0,5, a 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1, 2р=6, z=48 с номерами 1...48 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-х)wк витков при 2wк витках в остальных пазах, а снизу размечены сдвиги осей групп; на фиг.2 построена диаграмма сдвигов групп, их ЭДС фаз ЕА, ЕВ, ЕС относительно оси симметрии 8Г; 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=48c=96, 144,... пазов и 3рс=18, 27,... групп.

Для обмотки фиг.1 ЭДС групп определяются по коэффициентам укорочения концентрических катушек Kyi=sin(90упi/ п)=sin(11,25°упi) при полюсном делении п=z/2p=8: Кyi=(1-х)0,55557 (у пi=13 и 3), (1+х)0,980785 (упi=9) при E г.б=4,73565-х0,130355 для групп шестикатушечных (больших), (1-х)0,707107 (y пi=12 или 4), (1+х)1,0 (у пi=8) при Ег.м=4,261973+х0,292893 для групп 3Г, 4Г, 7Г, 9Г пятикатушечных (малых). Диаграмма фиг.2 построена для 2р=6, z=48, п=360°/z=7,5° и углах сдвигов осей групп по фиг.1: 8Г 9Г=5,5 пр=123,75°=120°+0,5 п и 8Г 7Г=240°-0,5 п; 8Г 1Г=11(22,5°)=247,5°=240°+ п и 8Г 6Г=120°- п; 8Г 2Г=16,5(22,5°)=371,25°=360°+1,5 п и 8Г 5Г=360°-1,5 п; 8Г 3Г=21,5(22,5°)=120°+0,5 п и 8Г 4Г=240°-0,5 п, по которой ЭДС фаз равны: ЕВ=Е 8Г(б)+2Е2Г(м)cos(11,25°)=13,09581+x·0,720075 - вертикальный вектор, где для неконцентрических групп 2Г, 5Г 2х[cos(1,5 п)-cos(1,5+2·3) п]=+x0,8504301; E2 A=(2E 4Г(м))2+Е2 1Г(б)-4Е 4Г(м)·Е1Г(б)cos(180°-11,25°) - по теореме косинусов и при х=0 - ЕА=ЕС =13,201, а угол на фиг.2 определяется по теореме синусов 2Е4Г /sin =EA/sin(168,75°), откуда =7,2368°, тогда углы сдвигов фазных ЭДС равны: ВА= ВС=120°-7,5°+ =119,737 и АС=120,5264°. По фазным ЭДС и их углам сдвигов определяются линейные ЭДС а=ЕВА=b=ЕВС =22,7435, с=ЕАС=22,9252 и тогда по выражениям: S=a+b+c, A=(a2+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%=0,532% при Коб=(ЕАС+2ЕВА)/ 

Подобным образом для неравновитковой обмотки по фиг.1 при х=0,5: ЕВ=13,4559, ЕА=Е С=13,4285, =7,3593°, ВА= ВС=119,8593°, АС=120,2814°, а=ЕВА=b=Е ВС=23,2660, с=ЕАС=23,2918, Кнес%=0,069, Коб=(ЕАС+2ЕВА)· и z =48-3х=46,5 - эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, т.е. она имеет больший Коб и меньший Кнес% (в 0,532/0,069=7,7 раза).

Из многоугольников МДС фиг.3, 4 (с единичными векторами токов фазных зон А-Z-В-Х-С-Y в центре) по треугольной сетке и соотношениям

д%=[(Rд/RO)2 -1]100; R2 д= (R2 j)/z; Ro=z Коб/p (1)

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]:

R2 д= (R2 j)/z=(885+24x+33x2 )/48. (2)

По (1), (2): при x=0, Коб=0,82287 - R2 д=885/48, Ro=48·0,82287/3 и д%=4,98; при х=0,5 и Коб=0,86694 - R2 д=905,25/48, Ro=46,5·0,86694/3 и д%=3,08%, т.е. д% снижается в 4,98/3,08=1,62 раза. С учетом изменений Коб, Кнес%, д% обмотка по фиг.1 при х=0,5 имеет высокую эффективность Кэф=(0,86694/0,82287)(0,532/0,069)(4,98/3,08)(46,5/48)=12,65; отметим, что при оптимальном х=хопт - Кнес =0.

Предлагаемая m =3-зонная обмотка, в сравнении с m =6-зонной при z=48, 2p=6, q=z/6p=8/3, yп=7, группировке 3 2 3 2 3 3 3 3 2, Коб=0,9320, Кнес% =0,534, д%=3,20, имеет пониженные Кнес и д при вдвое меньшем числе катушечных 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=48с пазах, выполняемая двухслойной, m =3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=16/3 из 3рс катушечных групп 1Г...9Г с группировкой 6 5 5 5 5 6 5 6 5, повторяемой с раз, отличающаяся тем, что концентрические катушки катушечных групп имеют шаги по пазам yпi=13-2(i-1) и числа витков (1-х)wк для катушек с i=1, 6 и число витков (1-х)wк для катушки с i=3 для шестикатушечных групп 1Г, 6Г, 8Г, шаги по пазам y пi=12-2(i -1) и число витков (1+x)wк для катушки с i =3 для всех пятикатушечных групп при числе витков (1-х)w к для катушек с i =1 катушечных групп 3Г, 4Г и для катушек с i =5 катушечных групп 7Г, 9Г, а для катушечных групп 2Г, 5Г число витков составляет уп=8=(1-x)wк для катушки с i =5 в катушечной группе 2Г и для катушки с i =1 в катушечной группе 5Г, при этом в остальных катушках катушечных групп число витков равно wк, где с=1, 2, 3,...; i=1...6 и i =1...5 - номера катушек в катушечных группах, начиная с наружной, 2wк - число витков в пазах, полностью заполненных обмоткой, х=0,5.






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