Электромашинная трехфазная дробная обмотка
Патент 2046503
Авторы
Классы МПК
Электромашинная трехфазная дробная обмотка
Реферат
Использование: в электрических машинах переменного тока, а также в совмещенных электрических машинах с двумя радиополюсными полями в магнитопроводе. Сущность изобретения: каждая катушечная группа электромашинной трехфазной обмотки содержит пять катушек с шагами по пазам и числами витков, равными yп=16, 14, 12, 10, 8 и 2(1+x)Wк, Wк (1-x)Wк для нечетных групп, и (1+x)Wк, (1+x)Wк, Wк(1-x)Wк, (1-x)Wк для четных групп, причем начальные стороны катушек первой пары групп уложены в пазы с номерами 1,2,3,4,5 и 7,8,9,10,11, а каждая последующая пара групп уложена в пазы со смещением на 2 q 11 пазов относительно предыдущей пары групп, где p 1,2,3. Z 33 p; k 0,1,2,3. (2p-1); 2Wк число витков в каждом пазу, а значения x, x, x, выбраны из диапазонов 0,45 x 0,50; 0,75 x 0,80; 0,25 x0,30. 4 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 с дробным числом пазов на полюс и фазу, выполняемые двух- и одно-двухслойными из катушек равношаговых или концентрических [1] Недостаток таких дробных обмоток повышенное дифференциальное рассеяние, что ухудшает электромагнитные параметры обмоток, и это особенно неблагоприятно отражается на характеристиках совмещенных электрических машин [2] Наиболее близкой по конструкции к предлагаемой является трехфазная двухслойная обмотка, выполненная из 6р катушечных групп из концентрических неравновитковых катушек по подобию синусных обмоток [3] Целью изобретения является улучшение электромагнитных параметров трехфазной обмотки с числом пазов на полюс и фазу q 5,5 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 5,5, выполненной с концентрическими катушками 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 катушечная группа содержит пять катушек с шагами по пазам и числами витков, равными yп 16, 14, 12, 10, 8 и 2wк, (1+х)wк, wк, wк, (1-х)wк для нечетных групп, yп' 15, 13, 11, 9, 7 и (1+x')wк, (1+x'')wк, wк, (1-x'')wк, (1-х')wк для четных групп, причем начальные стороны катушек первой пары групп уложены в пазы с номерами 1, 2, 3, 4, 5 и 7, 8, 9, 10, 11, а для каждой последующей пары групп укладка в пазах повторяется со смещением на 2q 11 пазов относительно предыдущей пары групп, где р 1, 2, 3, z 33р; к 0, 1, 2,(2р-1); 2wк число витков в каждом пазу, а значения x, x', z'' выбираются в пределах 0,45 х 0,50; 0,75 x' 0,80; 0,25 x'' 0,30. На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки с р 1 и z 33; на фиг. 2 и 3 показаны чередования фазных зон по пазам известной двухслойной (фиг. 2) и предлагаемой (фиг. 3) обмоток; на фиг. 4 дан многоугольник МДС известной (пунктирные линии) и предлагаемой (сплошные линии) обмоток. Обмотка (фиг. 1) выполнена с полюсностью р 1 в z 33 пазах из К 6р 6 катушечных групп (с номерами от 1' до 6'), соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, с зажимами С1, С2, С3 для начал фаз, С4, С5, С6 для концов фаз. Фазы содержат группы с номерами 1+3к для фазы С1, 3+3к для фазы С2, 5+3к для фазы С3, где к 0, 1, 2, (2р-1). Каждая катушечная группа содержит пять концентрических катушек с шагами по пазам и их числами витков yп 16, 14, 12, 10, 8 и 2wк, (1+x)wк, wк, wк, (1-x)wк для нечетных групп, yп' 15, 13, 11, 9, 7 и (1+x')wк, (1+x'')wк, wк, (1-x'')wк, (1-x')wк для четных групп, где 2wк число витков в каждом пазу, а значения х, x', x'' выбираются из условия уменьшения дифференциального рассеяния в пределах 0,45 х 0,50; 0,75 x' 0,80; 0,25 x' 0,30. На фиг. 2 и 3 зоны А, В, С относятся к начальным сторонам катушечных группе, а зоны X, Y, Z к их конечным сторонам. Многоугольник МДС (фиг. 4) построен по чередованиям фазных зон по пазам с использованием вспомогательной треугольной сетки (ее сторона принята за единицу длины), и по нему определяется коэффициент дифференциального рассеяния д [3] характеризующий качество обмотки по уровню содержания в ее кривой МДС высших гармонических. Коэффициенты укорочения катушек обмотки по фиг. 1 равны: sin (16/33) 0,9989;sin (14/33) 0,9718; sin (12/33) 0,9096; sin (10/33) 0,8146; sin (8/33) 0,6901; sin (15/33) 0,9898; sin (13/33) 0,9450; sin (11/33) 0,8660; sin (9/33) 0,7558; sin (7/33) 0,6182. Тогда для предлагаемой обмотки (фиг. 3) при х 0,50, x' 0,75, x'' 0,25 получают Коб (0,9989 2 + 0,9718 1,5 + 0,9096 + 0,8146 + +0,6901 0,5 " 0,9898 1,75 + 0,9450 1,35 + +0,8660 + 0,7558 0,75 + 0,6182 0,25)/110,9114 обмоточный коэффициент; yп.ср(16 2 + 14 1,5 + 12 + 10 + 8 0,5 + + 15 1,75 + 13 1,25 + 11 + 9 0,75 + + 7 0,25)/11 141/11 12,818 средний шаг катушек по пазам. Для известной двухслойной обмотки при yп 12 имеют Коб0,8690. По многоугольнику МДС (фиг. 4) определяются квадраты радиусов пазовых точек и квадрат среднего радиуса: Rg2 921/11 для известной двухслойной обмотки (фиг. 2) и Rg2 1011,375/11 для предлагаемой обмотки (фиг. 3). Квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС определяется как R2 (z Kоб/р )2, и тогда коэффициент дифференциального рассеяния д[(Rg/R)2 1]100 равен д 0,4932% для известной двухслойной обмотки; д 0,3167% для предлагаемой обмотки. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет значительно лучшие электромагнитные параметры по сравнению с известной двухслойной обмоткой: в 0,9114/0,86901,049 раза более высокий обмоточный коэффициент и в 0,4932/0,3167 1,557 раза меньшее дифференциальное рассеяние, при этом средний шаг катушек по пазам несколько больше (в 12,818/12 1,068 раза). Кривая МДС предлагаемой обмотки значительно ближе к синусоидальной, чем для известной обмотки, поэтому снижаются амплитуды высших гармонических МДС (на 56%) и уменьшаются добавочные потери в стали машины с предлагаемой обмоткой, возрастает КПД машины, снижаются индуктивные сопротивления обмотки и возрастает коэффициент мощности машины.Формула изобретения
ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 5,5, выполненная с концентрическими катушками в Z пазах с номерами от 1 до Z из k 6p катушечных групп с номерами в фазах первой, второй и третьей соответственно 1 + 3k, 3 + 3k, 5 + 3k, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, отличающаяся тем, что каждая катушечная группа содержит пять катушек с шагами по пазам и числами витков, равными yп 16,14,12,10,8 и 2 Wк, (1 + x) Wк, Wк, Wк, (1 x) Wк для четных групп, 15,13,11,9,7 и (1+x)Wк,(1+x)Wк,Wк,(1-x)Wк,(1-x) Wк для четных групп, причем начальные стороны катушек первой пары групп уложены в пазы с номерами 1,2,3,4,5 и 7,8,9,10,11, а каждая последующая пара групп уложена в пазы со смещением на 2q 11 пазов относительно предыдущей пары групп, где p 1,2,3. Z 33 p; k 0,1,2,2p 1, 2 Wк число витков в каждом пазу, а значениях x, x, x выбраны из диапазонов 0,45 x 0,50; 0,75 x 80; 0,25 x 0,30.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4