ТРЕХФАЗНАЯ ОДНОСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=2c ПОЛЮСАХ В z=36c ПАЗАХ

ТРЕХФАЗНАЯ ОДНОСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=2c ПОЛЮСАХ В z=36c ПАЗАХ


RU (11) 2268539 (13) C1

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

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004112993/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.04.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.04.27 
(45) Опубликовано: 2006.01.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с.392-393. RU 2085009 С1, 20.07.1997. RU 94042988 A1, 20.09.1996. SU 1758782 A1, 30.08.1992. SU 1644303 A1, 23.04.1991. SU 705603 A, 26.12.1979. GB 1090376 A, 08.11.1967. ЛИВШИЦ-ГАРИК М. Обмотки переменного тока. - М.-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1959, с.224. Ж. «Электричество», 1997, №9, с.53-55. 
(72) Автор(ы): Ахунов Турсун Абдалимович (RU); Макаров Лев Николаевич (RU); Попов Виктор Иванович (RU); Петров Юрий Николаевич (RU); Тихонов Сергей Иванович (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 ОДНОСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=2c ПОЛЮСАХ В z=36c ПАЗАХ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении в трехфазных асинхронных и синхронных машинах. Технический результат заключается в снижении дифференциального рассеяния д m'=6-зонной однослойной электромашинной петлевой обмотки при q=6. Трехфазная однослойная петлевая обмотка при 2р=2с полюсах в z=36с пазах и q=z/6p=6 выполнена цепной из К=18с равномерно смещенных катушек с их шагом по пазам ук <3q и с=1, 2, 3,.... Каждые q/2=3 соседние катушки соединены последовательно-согласно в 6р катушечных полугрупп при встречном включении в каждой фазе четных полугрупп относительно нечетных. Шаг катушек по пазам равен ук=2,5q=15. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Известны петлевые однослойные симметричные m=3-фазные, m'=2m=6-зонные обмотки, выполняемые 2р-полюсными в z пазах с целым числом пазов на полюс и фазу q=z/6p из 3р катушечных групп с q равно шаговыми или концентрическими катушками при их среднем шаге по пазам ук=3q [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.415-422].

Известны также трехфазные петлевые однослойные обмотки, выполняемые при четных числах q=z/6p=4...8 при разделении каждой группы на две половины с отгибом лобовых частей их катушек в разные стороны (обмотки "в развалку") со средним шагом катушек ук<q и более короткими лобовыми частями, но эквивалентные электромагнитными свойствами диаметральному шагу ук=3q. Все эти обмотки характеризуются сплошными фазными зонами и многоугольниками МДС в виде симметричных шестиугоугольников. в отличие от цепных укороченных обмоток с несплошными фазными зонами и нечетным шагом yк<3q катушек [там же, с.419-422], в которых может улучшаться гармонический состав МДС и снижаться дифференциальное рассеяние д.

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния m'=6-зонной петлевой симметричной однослойной обмотки при 2p=2·c полюсах и z=36·с пазах (q=z/6p=6), выполняемой по схеме цепной обмотки с укороченным нечетным шагом катушек ук=3q.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной одслойной обмотки при 2р=2·с, z=36·с и q=z/6p=6, выполняемой цепной из К=18·с равномерно смещенных катушек с их шагом по пазам ук<3q: каждые q/2=3 соседние катушки соединяются последовательно-согласно в 6р катушечных полугрупп при встречном включении в каждой фазе четных полугрупп относительно нечетных, где шаг катушек по пазам равен ук =2,5q=15.

На фиг.1 показана развертка пазового слоя предлагаемой обмотки при с=1,2р=2 полюсах, z=36 пазах с номерами 1...36 (снизу) и номерами катушечных полугрупп от 1П до 6П (сверху), чередованиями несплошных фазных зон в последовательности A-Z-B-X-C-Y при шаге катушек ук=15; на фиг.2 по треугольной сетке (при ее стороне в две единицы длины) построен многоугольник МДС обмотки фиг.1. Такая m'=6-зонная однослойная обмотка по фиг.1 соединяется обычным образом при последовательно-встречном включении в фазах четных полугрупп относительно нечетных (1П, 4П для фазы первой, 3П, 6П для фазы второй, 5П и 2П для фазы третьей) с их началами из начал полугрупп 1П, 3П, 5П для I, II, III фаз, а фазы могут сопрягаться звездой или треугольником. При с=2,3,... обмотка имеет 2р=2c-4,6,... полюсов при z=36c=72, 108,... пазах, 6р=12 (1П...12П), 18 (1П...18П),... катушечных полугруппах.

Для обмотки фиг.1 обмоточный коэффициент Коб=К уКр определяется по коэффициентам укорочения катушек Ку=sin(90°ук/ п)=sin(75°) (при ук=15 и полюсном делении п=z/2p=18), распределения Kp=[sin(3 к/2)]/3sin( к/2) (при электрическом угле сдвига катушек к=360°р/К=20°): Коб=0,9271.

Из многоугольника МДС фиг.2 (в центре показаны единичные векторы токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y) определяется по треугольной сетке и соотношениям



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



тогда по (1)-(2) при Kоб=0,9271 вычисляются: Ro=36·0,9271/ и д%=0,415.

Для однослойной обмотки "в развалку", выполняемой при 2р=2, z=36, ук=15, Коб=0,9561, имеющей сплошные фазные зоны, по многоугольнику МДС фиг.2, при смещении в вершину пазовой точки 4', определяются R2 д=724/6 и д%=0,525, т.е. д% цепной обмотки по фиг.1 снижается в 0,525/0,415=1,27 раза, что характеризует ее эффективность; с учетом снижения К об эффективность обмотки фиг.1 равна Кэф =(0,9271/0,9561)(0,525/0,415)=1,23 при одинаковом с обмоткой "в развалку" шаге катушек ук=15 и расходе медного обмоточного провода.

Таким образом, предлагаемая m'=6-зонная однослойная цепная укороченная обмотка характеризуется пониженным д% и эффективнее в Кэф=1,23 раза и сравнении с обмоткой "в развалку". 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 однослойная электромашинная обмотка при 2р=2с полюсах в z=36с пазах и q=z/6p=6, выполняемая цепной из К=18с равномерно смещенных катушек с их шагом по пазам ук<3q, отличающаяся тем, что каждые q/2=3 соседние катушки соединяются последовательно-согласно в 6р катушечных полугрупп при встречном включении в каждой фазе четных полугрупп относительно нечетных, где шаг катушек по пазам равен ук=2,5q=15 и с=1, 2, 3,....