Дробная трехфазная обмотка якоря
Патент 2043688
Авторы
Классы МПК
Дробная трехфазная обмотка якоря
Реферат
Использование: в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе. Сущность изобретения: катушечные группы трехфазной обмотки якоря с номерами 4+4k содержат одну катушку с шагом по пазам а остальные группы две концентрические катушки с шагами по пазам при этом числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны по Wk для групп 1 и 3, Wк и (1-x)Wк для группы 2, (1+x)Wк для группы 4, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, причем значение x выбрано из диапазона 0,45 x 0,55 число полюсов p принято четным и p 2 число пазов Z рассчитано по формуле Z 10,5 p число витков в каждом пазу выбрано 2Wк, а номера катушечных групп определены из ряда k 0,1,2. (2p - 1). 5 ил.
Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может применяться также в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе.
Известны трехфазные электромашинные обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу q, выполняемые двухслойными из равношаговых или концентрических катушек [1] Недостатком дробных обмоток является повышенное дифференциальное рассеяние, увеличивающее их индуктивное сопротивление рассеяния, что особенно неблагоприятно при их применении в совмещенных электрических машинах [2] Известны также трехфазные дробные обмтоки при знаменателе дробности числа равном четырем, в которых катушки группируются в катушечные группы по рядам, приводимым в [3] Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q 1,75 путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Достигается это тем, что для трехфазной дробной обмотки с полюсностью р и числом пазов на полюс и фазу q 1,75, выполненной двухслойной в z пазах из 6р катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1'+3k, 5'+3k, 9'+3k, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а катушки группируются в катушечных группах по ряду 2 2 2 1 повторяемому 3р/2 раза: группы с номерами 4'+4k содержат одну катушку с шагом по пазам yп'= 4, а остальные группы две катушки концентрические с шагами по пазам уп 5, 3, причем числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны по wk для групп 1' и 3', wk и (1-х)wkдля группы 2', (1+х)wk для группы 4', а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где р 2 четное число; z 10,5.р; k 0,1,2,(2р-1); 2wk число витков в каждом пазу, а значение х выбирается в пределах 0,45x0,55. На фиг.1 приведена развернутая схема предлагаемой обмотки с q 1,75 при р 2 и z 21; на фиг.2 и 3 чередования фазных зон по пазам обмоток известной (фиг. 2) и предлагаемой (фиг.3); на фиг.4 многоугольники МДС-обмоток известной (внутренней) и предлагаемой (фиг.3); на фиг.5 диаграмма сдвига осей катушечных групп. Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью р 2 в z 21 пазу (q z/6p 1,75) из 6р катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1'+3k, 5'+3k, 9'+3k, где k 0,1,2,0(2р-1). Группы в фазах соединены последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных; зажимы начал фаз (из начал групп 1', 5', 9') обозначены как С1, С2, С3, а концы (из начал групп 10', 2', 6') С4, С5, С6, причем фазы можно соединять звездой или треугольником. Катушки группируются в катушечных группах по ряду 2 2 2 1, повторяемому 3р/2 3 раза. Группы с номерами 4' + 4k 4', 8'. 12' содержат одну катушку с шагом по пазам yп' 4, а остальные группы две концентрические катушки с шагами по пазам yп 5 и 3. В первой группировке катушечных групп (группы с номерами 1', 2', 3' 4') числа витков катушек равны: по wk для групп 1' и 3'; wk и (1-х)wk для группы 2'; (1+х)wk для группы 4', а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где 2wk число витков в каждом пазу, а значение х выбирается в пределах 0,45x0,55. На фиг.2 и 3 фазные зоны обозначены как А-Х, B-Y, C_Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам групп, а зоны Х, Y, Z их конечным сторонам. На диаграмме сдвига осей катушечных групп (фиг.5) угол 15о/q 15/1,75. Коэффициенты укорочения катушек равны (при полюсном делении z/2p 3q 5,25); sin(5/2 ) 0,9972; sin( 3/2 ) 0,7818; sin(4/2 ) 0,9309 и тогда с учетом фиг.5 получаем: для предлагаемой обмотки (фиг.3) при х 0,5 ЭДМC-фазы Еф [(0,9972 + 0,7818)2cos + 0,9308.1,5+ + (0,9972 + 0,7818.0,5)].wk 6,3028wk, обмоточный коэффициент Коб Кф/Wф6,3028/7 0,9004, средний шаг катушек по пазам Уп.ср. [(5 + 3)2 + 41,5 + 5 + 30,5]/7 28,5/7 4,07; для известной обмотки (фиг.2) -Коб 0,8898 при yn 4. Дифференциальное рассеяние обмотки д [(Rд/R)2 1]100, характеризующее ее качество по уровню содержания высших (и низших) гармонических МДС, определяется по многоугольнику МДС (фиг. 4), построенному с использованием вспомогательной треугольной сетки (векторы токов фазных зон показаны в центре фиг.4), где - квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника (i 1-z), а R2 (zKоб/p)2 квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС. Пo наружному многоугольнику фиг. 4 (сторона сетки принята за 0,5 единиц длины) определяются: Rд2 789/(421); R2 (210,9004/2 )2 9,05628 и д 3,717% по внутреннему многоугольнику (сторона сетки принята за единицу длины) для известной обмотки определяются: Rд2 195/21; R2 (21.0,8898/2 )2 8,844304 и д 4,991% Таким образом, предлагаемая обмотка при практически одинаковом расходе меди (yп.ср. yп) имеет по сравнению с известной обмоткой лучшие электромагнитные параметры: более высокое значение Коб (в 0,9004/0,8898 1,012 раза) и значительно меньшее дифференциальное рассеяние д (в 4,991/3,717 1,343 раза). Ее применение позволяет уменьшать индуктивное сопротивление рассеяния; снижать амплитуды высших гармонических МДС, снижая тем самым добавочные потери в стали и магнитный шум машины, повышать КПД.Формула изобретения
ДРОБНАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЯКОРЯ с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 1,75, выполненная двуслойной в Z пазах из 6p катушечных групп с номерами в первой, второй и третьей фазах соответственно 1+3k, 5+3k, 9+3k, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а катушки группируются в катушечных группах по ряду 2 2 2 1, повторяемому 3p/2 раз, отличающаяся тем, что группы с номерами 4+4k содержат одну катушку с шагом по пазам а остальные группы две концентрические катушки с шагами по пазам Yп 5 и 3, причем числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны по Wk для групп 1 и 3, Wk и (1 x)Wk для группы 2, (1+x)Wk для группы 4 а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, при этом знаечение x выбрано из диапазона 0,45 x 0,55, число полюсов p принято четным и p 2, число пазов Z рассчитано по формуле Z 10,5 p, число витков в каждом пазу 2 Wк, а номера катушечных групп определены из ряда k 0, 1, 2, 2p-1.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5