ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=0,875) ОБМОТКА ЯКОРЯ

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=0,875) ОБМОТКА ЯКОРЯ


RU (11) 2042249 (13) C1

(51) 6 H02K3/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5051447/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.07 
(45) Опубликовано: 1995.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Копылов И. П. и др. Проектирование электрических машин. М.; Энергия, 1980, с.79 - 88. 2. Жерве Г. К. Обмотки электрических машин. Л.: Энергоатомиздат, 1989, с.245 - 249. 3. Лившин-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. М. - Л.: ГЭИ, 1959, с.224. 
(71) Заявитель(и): Производственное объединение "Ярославский электромашиностроительный завод" 
(72) Автор(ы): Попов В.И.; Макаров Л.Н.; Ахунов Т.А. 
(73) Патентообладатель(и): Производственное объединение "Ярославский электромашиностроительный завод" 

(54) ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=0,875) ОБМОТКА ЯКОРЯ 

Использование: в электромашиностроении, электрических машинах переменного тока. Сущность изобретения: трехфазная дробная (g=0,875) обмотка якоря с полюсностью p обмотка двухслойная размещена в Z пазах. Каждый паз разделен по ширине на два элементарных паза. Число элементарных пазов zэ 2Z. Элементарное число пазов на полюс и фазу qэ=2q. Обмотка имеет 6p катушечных групп. Катушки сгруппированы в группах по ряду 2 2 2 1. Ряд повторяется 3p/2 раза. Группы 4Г + 4k содержат одну катушку с шагом по элементарным пазам yпэ= 4 и числом витков (1+x)Wк. Остальные группы содержат две концентрические катушки с шагами по пазам yпэ= 5,3. Группы с номерами 1Г + 4k и 3Г + 4k имеют число витков (1+x)Wк и (1-x)Wк группы 2Г + 4k имеют число витков (1-x)Wк. Катушечные группы первой, второй и третьей фаз соединены в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, 0,2 x 0,3. 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 в кривой МДС, что увеличивает дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели машин с дробными обмотками.

Этот недостаток особенно проявляется в многополюсных машинах при значениях q<1 [2]

Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров путем снижения дифференциального рассеяния трехфазной дробной обмотки с q=0,875 с группировкой катушек по ряду 1 1 1 1 1 1 1 0 [3]

На фиг. 1 и 2 изображены чередования фазных зон по пазам трехфазной дробной обмотки с р= 4, Z=21 и q=0,875 известной (фиг. 1) и предлагаемой (фиг. 2); на фиг. 3 многоугольники МДС обмоток известной (внутренней) и предлагаемой (наружный); на фиг. 4 диаграмма сдвига осей катушечных групп обмотки по фиг. 2; на фиг. 5 деление реального паза на два элементарных с помощью пазовых "коробочек" (изоляционных) ПК1 и ПК2.

Обмотка по фиг.1 выполнена двухслойной с полюсностью р=4 в Z=21 пазу с числом пазов на полюс и фазу q=Z/6р=0,875 с фазными зонами А-Х, В-Y, C-Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам катушек, а зоны X, Y, Z их конечным сторонам. Число катушечных групп обмотки фиг. 1 равно числу пазов (группы с номерами от 1Г до 21Г). Такая обмотка имеет группировку катушек по ряду 1 1 1 1 1 1 1 0, повторяемому 2р/4=3 раза, и ее формирование поясняется схемой 3:



номера пазов

Для предлагаемой обмотки (фиг. 2) каждый паз разделен на два элементарных паза (фиг. 5) и первому из элементарных пазов приписан номер паза, а второму элементарному пазу тот же номер паза, но со штрихом ('). Таким образом, обмотка фиг. 2 выполнена в Zэ=2 Z=42 элементарных пазах при эквивалентном числе пазов на полюс и фазу qэ=2q=1,75 и имеет группировку катушек по ряду 2 2 2 1, повторяемому 3р/2=6 раз. Она содержит 6р=24 группы (с номерами от 1Г до 24Г), соединяемые в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а группы в фазах I, II, III имеют номера соответственно 1Г+3k, 5Г+3k, 9Г+3г, где k=0, 1, 2, (2р-1)=7, причем начала фаз выводятся из начал групп 1Г, 5Г, ОГ, а их концы из начал групп 22Г, 2Г, 6Г. Обмотка фиг. 2 допускает также соединение в две параллельные ветви, так как группировка для групп от 1Г до 12Г повторяется для группировки групп от 13Г до 24Г. Для предлагаемой обмотки (фиг. 2) группы с номерами 4Г+4k содержат одну катушку с шагом по элементарным пазам у' пэ=4 и числом витков (1+х) Wк, а остальные группы содержат две концентрические катушки с шагами по элементарным пазам упэ=5, 3 и числами витков (1+х)Wк и (1-х)Wк для групп с номерами 1Г+4k и 3Г+4k; (1-х)Wк и (1-х)Wк для групп с номерами 2Г+4k, где 2Wк число витков элементарного паза (за исключением элементарных пазов, зачерненных на фиг. 2, заполненных на 3/4), а значение х выбирается в пределах 0,20x0,30 и в среднем равно 0,25.

По фиг. 1 и 2 построены многоугольники МДС (фиг. 3) с использованием вспомогательной сетки, сторона которой принята за 0,5 единиц длины, по которым определяется коэффициент дифференциального рассеяния д=[(Rд/R)2-1]<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/729.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>100% характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой МДС высших и низших гармониче- ских, где R2д R2i квадрат среднего радиуса пазовых точек (i= 1-Z для внутреннего многоугольника), а R=(Z K об/р ) радиус окружности для основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом Коб. Для обмотки фиг. 2 коэффициент Коб определяется по коэффициентам укорочения катушек Ку= sin( yпэ/2э) с учетом диаграммы сдвига осей групп (фиг. 4), где угол э=30/qэ, а полюсное деление э=3 qэ=5,25 (в элементарных пазах): Коб=Еф/Wф= [(0,9972 1,25+0,7818 0,75)x x4сos ( э/2)+(0,9972+0,7818)0,75 2+0,9309x x1,25 2]/13,5=12,24536/13,5=0,9071, где Wф=13,5Wк с учетом неполностью заполненных элементарных пазов (см. фиг.2 ), а средний шаг катушек по элементарным пазам равен Упэ.ср.=[(5 1,25+ + 3 0,75)4+(5+3)0,75 2+4 1,25x x2] /13,5= 56/13,5=4,148. Для известной обмотки (фиг. 1) при уп=2 Коб=sin ( 2/2 3 0,875)x xsin (7 90/21)/[7 sin(90/21)]0,8898.

По наружному многоугольнику фиг. 3 определяются Rд2=247,25/28; R=(40,5x x0,9071/4) и д= 3,318 0; по внутреннему многоугольнику для известной обмотки R= (210,8898/4), Rд2=19/7 и д=22,772% Таким образом, для предлагаемой обмотки значение д в 22,772/3,318=6,86 раза меньше, чем в известной, что значительно улучшает параметры обмотки и значительно снижает добавочные потери в стали и магнитные шумы машины с такой обмоткой. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q=0,875) ОБМОТКА ЯКОРЯ с полюсностью p, двухслойная, расположена в z пазах, отличающаяся тем, что каждый паз разделен по ширине на два одинаковых элементарных паза и обмотка выполнена в zэ 2 z элементарных пазах с эквивалентным числом пазов на полюс и фазу qэ 2 q из 6p катушечных групп с группировкой катушек в них по ряду 2 2 21, повторяемому 3p/2 раза, группы с номерами 4Г + 4к содержат одну катушку с шагом по элементарным пазам yп.э 4 и числом витков (1 + x)wк, а остальные группы содержат две концентрические катушки с шагами по пазам yп.э 5,3 и для групп с номерами 1Г + 4k и 3Г + 4k число витков (1 + x)wк и (1-x)wk, для групп с номерами 2Г + 4k число витков (1-x)wк, причем катушечные группы в фазах первой, второй, третьей имеют номера соответственно 1Г + 3k, 5Г + 3k, 9Г + 3k и соединены в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где p 4 кратно четырем, k 0, 1, 2, (2p 1), wк число витков катушки, а значение x выбирается в пределах 0,20 x 0,3 и в среднем равно x 0,25.