Трехфазная дробная обмотка
Патент 2046501
Авторы
Классы МПК
Трехфазная дробная обмотка
Реферат
Использование: в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе. Сущность изобретения: каждая катушечная группа обмотки содержит три катушки с шагами по пазам и числами витков yп=10,8,6 и 2Wк, Wк, Wк для нечетных групп, для четных групп, причем начальные стороны катушек первой пары групп уложены в пазы с номерами 1, 2, 3 и 5, 6, 7, а каждая последующая пара групп уложена в пазы со смещением на 2 q= 7 пазов относительно предыдущей пары групп, где p 1, 2, 3 Z 21 p; k 0,1 2. (2p-1); 2Wк число витков в каждом пазу, а значение x выбрано из диапазона 0,50 x 0,55. 5 ил.
Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может применяться в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе.
Известны трехфазные электромашинные обмотки, выполненные с дробным числом пазов на полюс и фазу, которые могут выполняться одно-, двух- и одно-двухслойными из катушек равношаговых или концентрических [1] Недостатком таких трехфазных дробных обмоток являются повышенные дифференциальные рассеяния, что ухудшает электромагнитные параметры обмоток, и это особенно проявляется в электрических совмещенных машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе [2] Наиболее близкой по конструкции к предлагаемой является двухслойная электромашинная обмотка, выполняемая из К 6р катушечных групп, содержащая концентрические катушки с неодинаковыми числами витков [3] Выполнение такой обмотки с неравновитковыми катушками по подобию синусных обмоток позволяет снизить дифференциальное рассеяние и улучшить их электромагнитные параметры. Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с полюсностью р и числом пазов на полюс и фазу q 3,5 путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Цель достигается тем, что для трехфазной дробной обмотки с полюсностью р и числом пазов на полюс и фазу q 3,5, выполненной из концентрических катушек в z пазах с номерами от 1 до z из К 6р катушечных групп с номерами в фазах первой, второй, третьей соответственно 1 + 3к, 3 + 3к, 5 + 3к, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, каждая группа содержит три катушки с шагами по пазам и числами витков yп 10, 8, 6 и 2wк, wк, wк для нечетных групп, yп' 9, 7, 5 и (1 + х) wк, wк, (1-х)wк для четных групп, причем начальные стороны катушек первой пары групп уложены в пазы с номерами 1, 2, 3 и 5, 6, 7, а для каждой последующей пары групп указанная укладка в пазах повторяется со смещением на 2q 7 пазов относительно предыдущей пары групп, где р 1, 2, 3, z 21р; к 0, 1, 2, (2р-1); 2wк число витков в каждом пазу, а значение х выбирается в пределах 0,50 х 0,55. На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при р 1 и z 2; на фиг. 2 и 3 показаны чередования фазных зон по пазам обмоток известной двухслойной (фиг. 2) и предлагаемой (фиг. 3); на фиг. 4 и 5 многоугольники МДС обмоток известной двухслойной (фиг. 4) и предлагаемой (фиг. 5). Обмотка (фиг. 1) выполнена с полюсностью р 1 в z 21 пазах из К 6 катушечных групп (с номерами от 1' до 6'). Начала фаз С1, С2, С3 выведены из начал групп 1, 3, 5, а концы фаз С4, С5, С6 из начал групп 4, 6, 2, причем фазы могут соединяться звездой или треугольником. Катушечные группы выполнены из концентрических катушек и имеют шаги и числа витков: yп 10, 8, 6 и 2wк, wк, wк для нечетных групп, yп' 9, 7, 5 и (1+x)wк, wк, (1-x)wк, где значение х выбирается из условия снижения дифференциального рассеяния в пределах 0,5 0,55. На фиг. 2 и 3 показаны чередования фазных зон по пазам (z 1 21), где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам катушечных групп, а зоны X, Y, Z их конечным сторонам. Фиг. 2 соответствуют известной трехфазной дробной обмотке (p 1, q 3,5) при шаге катушек по пазам yп 8, а фиг. 3 предлагаемой обмотке с разновитковыми катушками. При полюсном делении z/2p 3q 10,5 коэффициенты укорочения катушек обмотки на фиг. 1 равны sin (10/21)= 0,9972; sin (8/21) 0,9309; sin (6/21)= 0,7818; sin (9/21) 0,9749; sin (7/21)= 0,8660; sin (5/21) 0,6802. Тогда, например при х 0,5 получают Коб (0,99722 + +0,9309 + 0,7818 + 0,97491,5 + 0,50,8660 + +0,6802)/7 6,3756/7 0,9108 обмоточный коэффициент; yп.ср (102 + 8 + 6 + 91,5 + +7 + 50,5)/7 57/7 8,14 средний шаг катушек по пазам; при равновитковых катушках (х 0) и yп 8 имеют Коб 0,8898. На фиг. 4 и 5 построены многоугольники МДС по чередованиям фазных зон (фиг. 2 и 3) с использованием вспомогательной треугольной сетки [3] сторона которой принята за единицу длины и векторы токов фазных зон показаны векторами в центре многоугольников. Для двухслойной равновитковой обмотки (фиг. 2) на фиг. 4 определяются квадраты радиусов пазовых точек (по теореме косинусов) точки 1 и 3 R12 52 + 22 + 10 39, точки 4 и 7 42 + 32 + 12 37 R42, точки 5 и 6 R52 52 + 12 + 5 31, точка 2 R22 62 36; квадрат среднего радиуса Rд2 [(39 + 37 + 31)2 + 36]/7 250/7; квадрат радиуса для основной гармонической МДС R2 ( Коб/р)2 (210,8898/)2 35, 37324; коэффициент дифференциального рассеяния д [(Rд/R)2 1]100 0,964% Подобным образом для предлагаемой обмотки (фиг. 3) по фиг. 5 при х 0,5 определяются: Rд2 261,5/7; R2 (210,9108/)237,066783 и д 0,783% при х 0,55 полу-чают Коб 0,9129; yп.ср 8,17; д 0,782% Таким образом, предлагаемая обмотка характеризуется лучшими электромагнитными параметрами по сравнению с известной трехфазной дробной обмоткой: имеет в 0,9108/0,8898 1,024 раза более высокий обмоточный коэффициент, в 0,964/0,783 1,23 раза меньшее дифференциальное рассеяние при практически одинаковом расходе меди. Ее применение позволяет уменьшить амплитуды высших гармонических МДС и снизить тем самым добавочные потери в стали машины и повысить ее КПД. Она требует меньшего расхода изоляции в пазу (шесть пазов из 21 имеют однослойное расположение катушек) и технологична в изготовлении. Ее можно применять в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе, например в одномашинных преобразователях частоты.Формула изобретения
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 3,5, выполненная из концентрических катушек в Z пазах с номерами от 1 до Z из k 6 p катушечных групп с номерами 1 + 3k, 3 + 3k, 5 + 3k соответственно в фазах первой, второй и третьей, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, отличающаяся тем, что каждая группа содержит три катушки с шагами по пазам и числами витков Yп 10,8,6 и 2 Wk, Wk и Wk для нечетных групп, 9,7,5 и (1 + x) Wk, Wk и (1 x) Wk для четных групп, причем начальные стороны катушек первой пары групп уложены в пазы с номерами 1,2,3 и 5,6,7, а каждая последующая пара групп уложена в пазы со смещением на 2q 7 пазов относительно предыдущей пары групп, где p 1,2,3, Z 21 p; k 0,1,2, 2p 1; 2 Wk число витков в каждом пазу, а значение x выбрано из диапазона 0,50 x 0,55.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5