Обмотка электрической машины
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении обмоток электрических машин переменного тока. Цель изобретения,- упрощение изготовления при обеспечении подавления высших пространственных гармоник . Обмогка содержит р пар полюсов, m фаз, mq секций на пару полюсов, катушки выполнены с шагом, равным полюсному делению т. катушки соединены последовательно и образуют катушечную группу, начала последующих фаз от начала первой фазы смещены на fk r(m-1)m секций, где при четном и при нечетном числе фаз. ,2,.. .т. Катушечная группа каждой фазы выполнена последовательным и согласным соединением основных и вспомогательных катушечных групп Схемы включения катушек в группы зависят от коэффициента определяющего коэффициент укорочения шага (как в двухслойных обмотках ) / 1-kq/r, где г mq - полюсное деление при q секциях фазы на полюс, , 2, 3mq. 2 ил. ё
СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК зпз Н 02 К 3/28
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727800/07 (22) 07.08.89 (46) 30.12,91. Бюл. N. 48 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Г. А. Шаншуров, B. В. Жуловян, А. B. Комаров и Ю. Л. Марков (53) 621,313,045(088.8) (56) Клоков Б. К. Обмотчик электрических машин. М.: Высшая школа, 1987, с. 45 — 69.
Брускин Д, Э., Зорохович А, Е., Хвостов, В. С. Электрические машины, ч. 1. М.: Высшая школа, 1987, с. 180-194. (54) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении обмоток электрических машин переменного тока. Цель изобретения — упрощение изготовления при обеспечении поИзобретение относится к электротехнике, в частности к однослойным обмоткам электрических машин, Цель изобретения — упрощение изготовления при обеспечении подавления высших пространственных гармоник.
На фиг. 1 приведена однослойная обмотка электрической машины для двух- и трехфазной обмоток; на фиг. 2 — векторные диаграммы ЭДС фаз для первых гармонических и для третьих гармонических ЭДС для обеих фаз двухфазной обмотки.
Обмотка электрической машины может быть выполнена с любым числом фаз. На фиг. 1 показаны обмотки с числом фаз m-2 (фиг, 1а) и m=3 (фиг. 16). Обмотка выполнена
„., Ы„„";762487 Al давления высших пространственных гармоник. Обмотка содержит р пар полюсов, m фаз, mq секций на пару полюсов, катушки выполнены с шагом, равным flofllocHQMó делению t. катушки соединены последовательно и образуют катушечную группу, начала последующих фаз от начала первой фазы смещены íà (k z (m — 1)m) секций, где
k=1 при четном и k=2 при нечетном числе фаз, М=1,2„„,m. Катушечная группа каждой фазы выполнена последовательным и согласным соединением основных и вспомогательных катушечных групп. Схемы включения катушек в группы зависят от коэффициента, определяющего коэффициент укорочения шага (как в двухслойных обмотках) Р = 1 — kq/7, где т = гпр — полюсное деление при q секциях фазы на полюс; kq=1, 2, 3,...,mq, 2 ил. из mq секций на паре полюсов. Эти секции обозначены позициями 1 — 3, Ю
ДлЯ обмотки nP«q ile lt m=2 пРи Р=3 фь число секций равно mq=2 3=6. ОО
Для обмотки при нечетном числе фаэ а=3 и q--2 число секций также равно 6, Катушки секций 1 — 3 выполнены с диаметральным шагом. равным полюсному делению т, которое численно равно qm секциям, т. е. т=рт. При р=3 и п1=2, а также при q-2 и m=3 6.
При укладке обмотки в пазы одна сторона секции от другой отстает на 6 пазов, т. е. укладывается, например, в первый и седьмой пазы.
1, 02487
При укладке обмотки в пазы сердечника магнитной системы электрической мяшинь! в каждом пазу раз}}ещаеся тольк;- одна сторона секций 1 — 3. Каждая иэ изготовляемых секций выполнена из двух кятуаек 4 и
5, Катушки каждой фазы на паре полюсов соединены последовательно, образуя катушечную группу на паре nofIIO<;of}. Число па3oB Z pBBHo 2ITlp
1 — 5) и обозначень. кяк 1, 2, 3 и т, д.
Каждая катушечная Группа для трехфазной обмотки составлена из ос IQBHQ!".
}!атушечной группы фазы (б — 8) и в по}ИО;.,:.тельной катушечной груп г}ы фазы (9-1 !) соответственно для каждой фазы (фиг. 16}, Таким образом, катушечную гр, ппу пВр вой фазы образуют основнь}е 6 и в:помогательные 9 катушечные группы, второй фазь! — основные 7 и вспомогательные 10 и т, д.
В таблице приведены расчетные данные по }ислам катушек. номерам секций, входящих в соответству}с}щие фазы и определя}ощих схему их соединения, и определени}О начаг}а и концов фаз и обмоточны><
<оэффициентов.
Число катушек фяз, принадлежащих
Основной катушечной группе б-8, определяется соотношениями пп. I 7 таблицы и зависит От коэффициента )(п. 5), входяшего в формулу для расчета обмоточных козффи}иентов kp5 для и-х гармоник (и, }5)
Каждая кBTyLIIB«HB}! f pvnnB имеет начало и конец, Так, начала 12--14 основной кя! УШЕЧНОЙ ГРУППЫ Совпс}ДЯ}ОТ С HBЧГ)ЛЯМИ катушек, номера секцлй Ао „, В которых Он:!I
pBcIl0ëQ>KeHb!, ОГ}реДеля!}Отся и. 8 Гс}блиць!.
Концы 15-17 этой >ке I pynnbl совпадают с
КОН ЦЯ МИ KBТУШЕК, HOMBPBI СЕ КЦИЛ Api
Начала 18-20 вспомзгательных катушечных Гpgnn соВпадя}От с началами катушек, номеРа секЦий А,ь в котОРых они расположены, определя}отся и. 12 таблицы.
Концы 21-23 этих же групп совпадают: концами катушек, номера секций А }<}}, в ксторых они расположены, ог)ределяк>тся гк
14 таблицы, Для каждой фазы номера се<ций с катушками вспомогательных катуше -:ных групп 0<м определяются и. 13 таблицьi, а количество катушек в эт!лх секциях, вкл}счяемых последОВятелььlo и и }}инядлежящих этой же группе, всегда равно единице.
1L I5
У (30
3g
4}
r-; f1
Ц
<.. СНОВ}}ЫЕ И ВСПОМОГЯТЕЛЬ}}ЫЕ }<ЯТУШРЧные Груг}пы сОединяются последовательно, 0= разуя .:;Ятушеччую груг."Г у фазы. Для этого
КОНЦЫ Q .. HQBH )И КЯТушеч-IQI)! ОуппЫ Api< !
Kpой паре полюссв. Пр нечетном m (фиг...б) и н) четных фяз при -.<}тном m,фиг.
}а) началом . ".8-20 вспомогательной !<ВТушечной груп1ы А}},.- образованы соответстаенно конц::.:; Врвой, впорой и третье:.=: фаз соответствен О }л, V2, VJ2, IIp z четном m (::;:иг. 1Я) у четных фаз конец фазы !/р Образован кон! Ом,".:Ti Ойi ><0 I-piiflnbt
Если число пВр ïo.лк)сов больше еди.!Ицы (р. ) 1I,;0 КЯ гуше-iHы". группы фаз с! един};:Отся L Ра Виси 4 oi! Р I ОебуемоГ! чь ..I1B 1ар }лле IbHы.": 1етвей Я,Графа та бл и ц ы).
Но фиг. 2I привед!.на матричная схема
Обмотки на фи! . ", а, Каждая ст(: с "B матоицы численно Qnl IcblBЯОт Фазу сб.- !утки, Элемент строки .Втр}лцы Г}эказы!)яет число !
<яту L!B:. секций Обмо: <и., вкл}оченных последовательно, и направление oi начала к
KOHL)i/ КЯТУШ КИ, Г!СЛОЖИТ< n bHO В }ы СЛО НЯГ!Оя ален ив и Вовс}дrlMI!nL!Bтельное число — направление;,:р:o= .ð ников в катушке от начала к кснцу вниз:-..-, Гхеме
Об IQTKH. Матричная сх<.ма обмот!.:.- 0< казы9B8T., СКО. ЬКО И KBKL4<, Кс)ТУШ
3= 1 — k
BBKTQpHbI)<,f.äö, pBIiiIMB><,-)ДС фаэ ДЛя ПврвОИ гармонлки т =- 1 (фиг, 2Я) и для третьей гармоники v= 3 (фиг. 26, е), Векторы ЗДС фаз построены с использованием звезд
ЗДС для v = 1 ()иг, 25) и i> =- 3 (фиг, 2г) и
1702 4Р7
10 матри ной схемы, показывающей, какие проводники катушек соединяются последовательно.
B схеме обмотки на фиг. 1а полностью подавляется третья гармоника 3. так как результирующие ЭДС (фиг. 2б, е) первой и второй фаз равны "0", что соответствует равенству нулю обмоточного коэффициента
koe,y для v = 3 (и. 15, графа 4 таблицы).
Обмотка электрической машины с,д = 2/3 полностью гасит третью высшую гармонику (фиг, 2б, е) ЭДС и не создает третьей гаомоники магнитного поля в воздушном зазоре..
Обмотка на фиг. 1б имеет P = 5/б и
- зиболее эффективно ослабляет 5-а и
f -ю гармоники ЬДС и поля: !сом= 0.067 и
kafka>=0,022 (и. 15 графа 5 таблицы), Таким образом, обмотка электрической машины, как и известные однослойные обмслки, пригодна к механизированной укладке, так как укладывается в пазы статора обеими сторонами секции одновреМВННо. При этом объем и трудоемкость обмоточных работ снижаются также за счет того, что число секций при укладке вдвое меньше. Обмотка электрической машины так же, как и известные двухслойные обмотки, обеспечивает подавление высших про странственных гармоник.
Простота изготсвления обмотки наряду с обеспечением свойств, присущих двухслойным обмоткам, расширяет ее применение s области, например, информационных электрических машин (тахогенераторы переменного тока, сельсины, датчики положения и т. д.).
Формула изобретения
Обмотка электрической машины, содержащая р ffap полюсов, m фаз mq секций на пару полюсов, катушки которых выполнены с шагом, равным полюсному делению т, при этом катушки каждой фазы на паре полюсов соединены последовательно, образуя катушечную группу, начала последующих фаз от начала первой фазы смещены на (k т(М вЂ” 1)/m) секций, где k= 1 при четном, k=2 при нечетном числе фаз и M= 1, 2„...m), отличающаяся тем, что, с целью упрощения изготовления при обеспечении подавления высших пространственных гармоник,,каждая из указанных секций выполнена из двух катушек, каждая катушечная группа составлена из основной и вспомогательной катушечных групп фаз, катушечная группа образована из NKoM катушек. принадлежащих основной катушечной группе фазы, и из Кк м катушек, принадлежащих
55 вспомсггат ль;.м гругпе фазы, начала основных катуц:ечнь1х рупп выведены у начаг;a катушки с номером секции Р„, секции с нсмерамч Орм и Роом катушки которых включены в основные катушечные группы. число катушек, которые включены в основные катушечные -руппы для секций с номерами Оом, равно 1, если q «2q — kq, для секций с номерами Ооом равно 2, если q<2q-kq, и равно 1 для секций с номерами Оом при
Оом>0оом, шечных групп выведены у концов катушек с номерами секций A,... начала вспомогательных катушечных групп выведены у катушек с номерами секций А»м при N.«1, номера секций, которые включены во вспомогательные катушечные группы, равны
3.м. при этом число катушек во вспомогательíhlK катушечных группах для каждой из секций с номерами Qfi< равно 1, а концы вспомогательных катушечных групп выведены у концов катушек в секциях с номерами А км, KQHL, основных катУше <ных гРУпп
Аок; соединены с концами вспомогательных катушечных групп секций с номерами
А к;-. при m, равном нечетному числу, и при
m, равном четному числу, только у нечетных фаз, началами основных катушечных групп Аомм образованы начала фаз. началами вспомо ательных катушечных групп А « образованы концы фаз, причем у четных фаз при и;, равном четному числу, концы основHblX КатУШЕЧНЫХ ГРУПП Аокм СОЕДИНЕНЫ С началами вспомогательных катушечных групп А нм, началами основных катушечных групп А»м четных фаз образованы начала четных фаз, а концами вспомогательных катушечных групп А км четных фаз образ >ваны концы четных фаз, при этом числа каТУШЕК N«>, NK»;, НОМЕРа СЕКЦИЙ Аоим. QoM, 0„„, Рокм, А,„„, Q4, A„M, номера начал основных Роом и вспомогательных катушечных групп А»м„, номера концов основных
Аокм и вспомогательных Р„- рассчитаны по следующим зависимостям;
М.ом= 2ц-kq если q < 2q — kq,. |ткем= ko, ком= Чквм= q, если ц «2ц-Кя;
А...= 2q-k(M.-1)q- 1;
QoM= 2kcf — k(M-1)q+ Qo.
Qooì = (2ka — k(M — 1)q+1) — (kq — k(M 1)q+ ц);
Аокм= 2 kq — k(Mi — 1)+q;
А»м= kq — k(M — 1)q+ mq+ 1 — kqmf-, если q< 2q — 4, Аенм= 2kq k(IVl — 1)Ц+ ITlq+ 1 — Ц вЂ” kamf, если q «2q kq,.
Qfi = !<я-k(M — 1)q+ mq — kamr+ QB, если q < 2q — kq, Состношения
И11 Наименование
Значения"для схем
2; 3
3;2 2;3 3; 3
I2 основная катушечная группа фазы
3 2
Ккв Кк Кко 2
А 2i(8оим
-1)+ "- (t<-1).:k ш с-1 е где еери четноео ш, »2 прн нечетном ша 1» 1 р
1,2
"n!le "оцепри
Н а для первой е азы
7; 2 5 д " п
Н»» 2 для второй фазы доеем докзпр" и ю для третьей фазы т1
При 8 -" I-р
4y 1-q, "ого оеем+
+ц е
1,2,3 1,2
1.,2»3!,2„3 1,2,2»3 1 2213 1 е -
1 а - »3
4,5,6 для первой фазы для второй фазы для третьей Фазье
7,8„ ),6 о
7» о ..» 9„10
Овм-2kq&(M — 1)q+ rrlq--Ц--Мц+ «и «к QB, если,q >2q — kq, Авкм- 2kq-k(M-1)q+ rrlq -kq!1, r, ГДЕ Ов 1-Г1 кем, Число секций фазы на лолеас и число
Фаз
Число пар полосов
3 Число параллельньх ветвей обмоткье
4 Число секций обмотки на паре полео с. сов
По«оосное деленна и число пазов
Коэффициент определения фильтрации высших гармоник обмоткой
Число катушек в катушечных группах: катушечная группа фазы вспомогательная катушечная. группа Фазы
8 Номер секции с катушкой, начало которой определяет начало основной катушечной группы
9 .Номера секций с катушками основной катушечной группы
10 Каличество каеушек основной катушечной группы
kq 1, 2„.,п1ц;
Оо-1 — q;
r=O при M-п1<О;
1=1 при М=-п), ! Ï
Ь » Щр
Е * 2mpq
$ a,kq7"„, где
k g, »ПЩ
К, »» 2Ч 6
1»К (1i)) 4 еео к при
Кк-С(1- 4 3 —:: ЪЦ е1ко" це
К,-O(!-Pl) 5 п
q flpN Н-1
Цо при М»»2 чоз при Н=3
При В 1-р, если Кк-с(1A
-P) >q
Про8олжение таблицы
4 5 Ь 7 Е
2 роом- <<акн онр+ " о (1-(3)-!
3 3 2 5 3
1 il
5 3 для первой фазы
При М 1
При!! 2 4
5 7
9 13 для второй Фазы
При Н 3 для третьей Фазы
qoh qw»„ если
Н -a(t-P)6q к у первой Фазы у второй< фазы у третьей Фазы
2 3 2 23 321
5; 6 6, 8 9 9 27
10 !4,15 15,33
2 2 у первой фазы
1,2
QoM чо2 при И=2 у второй фазы
5,6
<< ор << оз при И 3 у третьей фазы
9,10 (см.п.9) .В 1-р 1
"окм "<»нм+
+q+1 для первой фазы
Дак< дон<
< с1» 1 flP»<
И 3
"ок2= Aa«2+
+ q-1 при
Н 2 для второй фазы
6 6 3 9,27 для третьей фазы докВ= "онъ+
+ q-il npu.
И 3
При В 1-р 1
« при m ?1
« 2 при m 3;
<явям Аонм+
+ о<ох ке
- «0W» 70 при М-< с0;
V t при
М-<00:
Ав<<< A0<« t
+<0
A5<<2. "зк2+ <0
Равно 2 в секциях с номерами
Равйо 1 в секциях с номерами
Ровно 1 в секциях с номерами
11 Номера секций с катушками, конец которых определяет конец основной катушечной групПы
12 Номера секций с катушкой, начало которой определяет начало вспомогательной катушечной группы
Если
Нк-< (t-/3)йц
Е, -ао< при М 1
1,2, 19,20
7,8, 25,26 !
3,14, 31,32 1 1 1,2 1
2 3 321 ?
1Ð 15 15,33 !О
t 1 1,2 1
2 2 2 2
6 8 . 9,27 5
10 14 15,33 9 l7O2487
ПОо8олвение таблицы (" 1 Т (Г для третьей фазы
Аз«> пзнт,+ н.1Ч Н«5-1; ь5 при И 3
3,21 1
1 1 1,2 1
12112
Q в! "e«<+
+ ОВ-1 при
И - 1 5,6 для первой фазы
6 8,9 9,27 5,6 для второй Фазы ч 82 "в«а+
+ Ое-1 йри
И**2 2 3
14,15 15,33 9, 10
0 Ss ькз+
+ g - l npu
И= 3 для третьей фазы
2332112
1 1,2 для первой фазы
9 9,27 6 нв«з "еиь>
Ф дкв! пРи
Ив 2. 3 для второй фазы l5 15Ä33 10
"з«з "зяб+
+ Б„е-! при
И 3 для третьей фазы
3 3,2! 2
0,789, 0
0,2l l
0,211
° 1 2 т
13 Номера секций с катушками вмпомо" гательной катушечной группы
14 Номера секций с катушками, конец которых определяет конец вспомогательной катушечной группы
15 Обмоточные коэффициенты для гармоник с номером
1 1
) ы а
Э- 7
0 -1-р 1
Я 1-11«а
Ь ч Вм фнм+
+ О!ь -1 1,2
При 81-р 1 яв«М "екц +
+ Ккф- 1
"вм" "вк
+ "«в при И 1 6 ой в!п «/2ш вТй5Ф7 2 а
1 ему —"
0,933
0,5
0,067
0,022
0,902 0,945 0,836
0,333 0,577 0
0,О38 О,!4 0,224
О 154 С 264 О 224
1702487
7...8
6 7 . 8 Я
1 102487
Составитель Б. Ильин
Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л, Патай
Редактор А. Огар
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 191
Заказ 4549 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская ваб.. 4/5