ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА Российский патент 1995 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока асинхронных и синхронных.

Известны трехфазные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые с дробным числом пазов на полюс и фазу q двух- или однослойными [1] Недостаток дробных обмоток повышенное содержание гармонических в кривой МДС, что увеличивает дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели машин с дробными обмотками. Этот недостаток особенно проявляется в многополюсных машинах при значении q <1 [2] Группировка катушек дробных обмоток определяется по рядам, приводимым в [3]
Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной (q 0,5) обмотки путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

На фиг.1 изображено чередование по пазам фазных зон известной трехфазной двухслойной обмотки при полюсности р 2, z 6 пазах и числом пазов на полюс и фазу q z/6p 0,5; на фиг.2 ее развернутая схема; на фиг.3 сечение паза для укладки такой обмотки; на фиг. 4, 5, 6 то же, что и на фиг.1-3, но для предлагаемой обмотки; на фиг. 7 и 8 многоугольник и интегральная кривая МДС-обмоток известной по фиг.1 и 2 (фиг.7) и предлагаемой по фиг.4 и 5 (фиг. 8).

Известная трехфазная дробная (q 0,5) двухслойная обмотка выполнена (фиг. 1) с полюсностью р 2 в z 6 пазах (с номерами от 1 до 6) из 3р 6 катушек (с номерами от 1К до 6К) с шагом по пазам y_n 1, а катушки в фазах I, II, III имеют номера соответственно 1К + 3с 1К и 4 К; 2К + 3с 2К и 5К; 3К + 3с 3К и 6К (фиг. 2), где с 0,1,2,(р-1). Катушки соединяются в фазах последовательно-согласно; на фиг. 2 начала фаз обозначены как С1, С2, С3 и выведены из начал катушек 1К, 2К, 3К, а концы фаз С4, С5, С6 (выведены из концов катушек 4К, 5К, 6К). На фиг.1 ( и фиг.4) фазные зоны обозначены как А-Х, B-Y, C^_Z и зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам катушек фаз, а Х, Y, Z их конечным сторонам. Формирование обмотки (фиг.1) по схеме [3]
к
При шаге по пазам y_п 1 и полюсном делении τ 3q 1.5 известная обмотка (фиг. 1 и 2) имеет обмоточный коэффициент К_об К_у ain(π˙1/3) 0,8660. В предлагаемой обмотке (фиг. 4 и 5) каждый паз разделен по ширине (изоляционными пазовыми "коробочками" ПК1 и ПК2 на фиг.6) на два одинаковых элементарных паза, т. е. предлагаемая обмотка выполняется в z_э 2^.z элементарных пазах с эквивалентным числом пазов на полюс и фазу q_э 2q 1, однослойной с шагом катушек по элементарных пазам y_пэ τ_э3 (τ_э 3q_э 3 полюсное деление в элементарных пазах) и имеет обмоточный коэффициент К_об К_у sin(π˙3/2^.3) 1,0. На фиг. 4 для каждого реального паза один элементарный паз имеет номер паза, а другой тот же номер, но со штрихом ('); на фиг.5 цифрами от 1 до 6 размечены реальные пазы с двумя элементарными в каждом.

По фиг.1 и 4 на фиг.7 и 8 построены многоугольники МДС (с использованием вспомогательной треугольной сетки и ее сторона принята за 0,5 единиц длины), по которым определяется коэффициент дифференциального рассеяния σ_д [(R_д/R)²-1] ^.100% характеризующий качество обмотки по уровню содержания в ее кривой МДС высших и низших гармонических, где R_д²= R_i² квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника МДС, а R (z·K_об/р π) радиус окружности для основной гармонической МДС. По многоугольнику МДС фиг,7 для известной обмотки определяются: R_д²= 1,0; R (6·0,8660/2 π) и σ_д 46,217% по многоугольнику МДС фиг. 8 для предлагаемой обмотки определяются: R_д² 1,0; R (6·1,0/2 π) и σ_д 9,662% на фиг.7 и 8 по многоугольникам МДС построены интегральные кривые МДС.

Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной дробной (q 0,5) имеет лучшие электромагнитные параметры: больше значение обмоточного коэффициента (в 1,0/0,866 раза) и значительно меньшее значение σ_д (в 46,217/9,662 4,78 раза). Ее применение, например, на статоре асинхронной машины с короткозамкнутым ротором, позволяет значительно (в 4,8 раза) снизить амплитуды высших гармонических МДС, уменьшая тем самым добавочные потери в стали, перегрев ротора и магнитный шум, повышая КПД машины, а также уменьшить индуктивное сопротивление рассеяния обмотки и повысить коэффициент мощности. Предлагаемая обмотка может применяться, например, в качестве многополюсной в двухскоростных лифтовых АД: при 2р 18 и z 27; при 2р 24 и z 36 и др. При этом используется сердечник статора с ограниченным числом пазов, что позволяет более рационально использовать зубцовый слой машины. Некоторое усложнение намотки предлагаемой обмотки с элементарными пазами оправдывается значительным улучшением электромагнитных параметров обмотки и машины с такой обмоткой.

Использование: в электрических машинах переменного тока асинхронных и синхронных. Сущность изобретения: каждый паз статора разделен по ширине на два одинаковых элементарных паза и в Z_э= 2·Z элементарных пазах уложена однослойная обмотка с шагом катушек по элементарным пазам Y_пэ= 3 при этом начала каждых последующей и предыдущей катушек смещены на два элементарных паза, а номера катушек определены с помощью ряда c 0,1,2, (p - 1). 8 ил.

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q=0,5, выполненная в Z3p пазах из 3p катушек с номерами в первой, второй, третьей фазах соответственно 1К+3с, 2К+3с, 3К+3с, соединенных в фазах последовательно-согласно, отличающаяся тем, что каждый паз разделен по ширине на два одинаковых элементарных паза и в Z_э 2·Z элементарных пазах уложена однослойная обмотка с шагом катушек по элементарным пазам Y_пэ 3, причем начала каждых последующей и предыдущей катушек смещены на два элементарных паза, при этом номера катушек определены с помощью ряда c 0, 1, 2, p-1.