Трехфазная дробная (q = 0,75) обмотка статора
Патент 2037250
Авторы
Классы МПК
Трехфазная дробная (q = 0,75) обмотка статора
Реферат
Использование: электротехника, электромашиностроение, асинхронные и синхронные машины. Сущность изобретения: трехфазная дробная (q=0,75) обмотка статора размещена в пазах. Пазы разделены по ширине изоляционными "коробочками" на два одинаковых элементарных паза. Обмотка состоит из 3р катушечных групп с двумя концентрическими катушками. Обмотка имеет шаги по элементарным пазам Yпэ= 5 и 3 и число витков 2Wк и Wк. Начало каждой последующей катушечной группы смещено относительно начала предыдущей группы на три элементарных паза. Катушечные группы соединены в фазах последовательно-согласно. 8 ил.
Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока асинхронных и синхронных.
Известны тpехфазные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые с целым или дробным числом пазов на полюс и фазу q двухслойными, однослойными или одно-двухслойными из равношаговых или концентрических катушек [1] Недостаток дробных обмоток повышенное содержание гармонических в кривой МДС, что увеличивает дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели машин с такими обмотками. Этот недостаток особенно проявляется при значениях q < 1 [2] Группировка катушек дробных обмоток определяется по рядам [3] Известна также трехфазная дробная обмотка с q 0,75, выполняемая двухслойной равносекционной с полюсностью p 12 в z 54 пазах [4] Ее недостаток повышенное дифференциальное рассеяние. Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q 0,75 путем снижения дифференциального рассеяния. На фиг. 1 и 3 изображены чередования фазных зон по пазам трехфазной дробной (q 0,75) обмотки при p 2 и z 9 пазах известной (фиг. 1) и предлагаемой (фиг. 3); на фиг. 2 и 4 сечение паза для укладки обмотки известной (фиг. 2) и предлагаемой (фиг. 4); на фиг. 5 развернутая схема предлагаемой обмотки по фиг. 3; на фиг. 6 и 7 многоугольники МДС обмоток известной по фиг. 1 (фиг. 6) и предлагаемой по фиг. 3 (фиг. 7), а также их интегральные кривые МДС. Известная обмотка с q 0,75 (фиг. 1) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью p 2 в z 9 пазах (с номерами от 1 до 9), имеет шаг по пазам yп 2 (при полюсном делении 3, q 2,25) и группировку катушек (с номерами от 1Г до 9Г) по ряду 1 1 1 0, повторяемому 3p/2 3 раза 3. Фазные зоны (фиг. 1 и 3) обозначены как A-X, B-Y, C-Z и зоны A, B, C соответствуют начальным сторонам катушек, а X, Y, Z их конечным сторонам. Формирование обмотки по фиг. 1 поясняется схемой, приведенной на фиг. 8. ркатушек; Для предлагаемой обмотки (фиг. 3) каждый паз разделен по ширине (изоляционными пазовыми "коробочками" ПК1 и ПК2 на фиг. 4) на два одинаковых элементарных паза, т.е. обмотка укладывается в zэ 2.z элементарных пазах и имеет эквивалентное число пазов на полюс и фазу qэ= 2q1,5; на фиг. 3 для каждого паза одному элементарному пазу приписан номер паза, а другому тот же номер со штрихом ('). Она содержит 3p 6 катушечных групп (с номерами от 1Г до 6Г на фиг. 3 и 5) с двумя концентрическими катушками в каждой с шагами по элементарным пазам yпэ 5 и 3 и числами витков 2 2wк и wк, причем наружная катушка уложена в пазу однослойной, а внутренняя двухслойно (фиг. 3 и 5) и каждая последующая группа смещена относительно предыдущей на три элементарных паза. В пазах I, II, III группы имеют номера соответственно 1Г + 3к 1Г и 4Г; 2Г + 3к 2Г и 5Г; 3Г + 3к 3Г и 6Г, где к 0, 1, 2, (p-1); группы в фазах соединяются последовательно-согласно, соединения группы смещены на электрический угол 360.p/2p 120о, начала фаз на фиг. 5 обозначены какС1, С2, С3 от 1 до 9 отмечены реальные пазы, объединяющие пару элементарных пазов. Для обмотки на фиг. 3 и 5 полюсное деление в элементарных пазах равно э 3qэ 4,5 и коэффициенты укорочения катушек группы равны sin (5/2э) 0,9848, sin ( 3/2 э) 0,8660, обмоточный коэффициент равен Коб (20,9848 + 0,866)/3 0,9452, а средний шаг катушек по элементарным пазам равен упэ.ср. (52+3)/3 13/3; для известной обмотки по фиг. 1 yп 2 и Коб 0,9452. По фиг. 1 и 3 на фиг. 6 и 7 построены многоугольники МДС (с использованием вспомогательной треугольной сетки, сторона ее принята за 0,5 единиц длины для фиг. 6 и за единицу для фиг. 7), по которым определяется коэффициент дифференциального рассеяния д [(Rд/R)2 1]100, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в ее МДС высших и низших гармонических, где Rд2 Ri2 квадрат среднего радиуса пазовых точек i 1-Z) многоугольника, а R (Z. Kоб/p ) радиус окружности для основной гармонической МДС; векторы токов фазных зон показаны стрелками на фиг. 6 и 7 в центре. По фиг. 6 для известной обмотки [4] по фиг. 1 определяется: R12 22 4, R22 R32 32212 и Rд2 (4+122)/34 7/3; R (90,9452/2 и д2 27,293% по фиг. 7 для предлагаемой обмотки (фиг. 3) R12 R12 22 + 1 + 2 7, R22 32 9 и Rд2= (72 + +9)/3 23/3; R (18.0,9452/2 и д 4,562% где zэ 2z 18. Таким образом предлагаемая обмотка имеет по сравнению с известной [4] значительно лучшие электромагнитные параметры из-за значительно меньшего (в 27,29/4,56 6 раз) дифференциального рассеяния. При p 12 такая обмотка выполняется, как и обмотка по [4] в z 54 пазах (картина чередования фазных зон фиг. 3 и схема фиг. 5 повторяются p/2 6 раз) и ее применение, например, в асинхронной машине, значительно снижает амплитуды гармонических МДС, добавочные потери в стали, магнитный шум, перегрев ротора, увеличивает КПД машины.Формула изобретения
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q 0,75) ОБМОТКА СТАТОРА с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 0,75, выполненная в z 9 p/2 пазах, отличающаяся тем, что с целью улучшения электромагнитных параметров путем снижения дифференциального рассеяния, каждый паз разделен по ширине на два одинаковых элементарных паза и обмотка уложена в zэ 2z элементарных пазах с эквивалентным числом пазов на полюс и фазу qэ 2q, содержит 3p катушечных групп с двумя концентрическими катушками в каждой, с шагами по элементарным пазам yпэ 5 и 3 и числами витков 2 wк и wк, причем начало каждой последующей катушечной группы смещено относительно начала предыдущей группы на три элементарных паза, а группы в фазах первой, второй, третьей имеют номера соответственно 1Г + 3k, 2Г + 3k, 3Г + 3k и соединяются в фазах последовательно согласно, где p 2 четное число, 2wk число витков каждого элементарного паза, k 0, 1, 2, p 1.