ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=2,25) ОБМОТКА ЯКОРЯ Российский патент 1997 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 двуслойными из равношаговых или концентрических катушек [1]
Недостатки дробных обмоток повышенное содержание гармонических в кривой МДС, что увеличивает дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели машин с такими обмотками. Группировка катушек дробных обмоток определяется по рядам, приводимым в [2]
Наиболее близкой конструктивно к предлагаемой является трехфазная дробная обмотка с p=2 в Z=27 пазах двуслойной из концентрических катушек [3]
Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q= 2,25 путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

На фиг.1 и 2 изображены чередования фазных зон по пазам обмотки p=2 и Z= 27 (q= 2,25) известной (фиг.1) и предлагаемой (фиг.2); на фиг.3 и 4 - многоугольники МДС обмоток известной (фиг.3) и предлагаемой (фиг.4); на фиг.5 диаграмма сдвига осей катушечных групп обмотки, где угол α = 15^°/q..

Обмотка (фиг.1 и 2) выполнена двуслойной, трехфазной с полюсностью p=2 в Z=27 пазах (q=Z/6p=2,25) из 6p=12 катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1Г+3к=1Г, 4Г, 7Г, 10Г; 3Г+3к=5Г, 8Г, 11Г, 2Г; 9Г+3к=9Г, 12Г, 3Г, 6Г, где k=0,1,2,(2p-1). Группы в фазах соединяются последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, начала фаз выводятся из начал групп 1Г, 5Г, 9Г, а их концы из начал групп 10Г, 2Г, 6Г. Фазные зоны обозначены A-X, B-Y, C-Z, где зоны A, B, C соответствуют начальным сторонам групп, а X, Y, Z- их концам. Обмотка по фиг.2 выполнена из концентрических катушек и группы с номерами 4Г+4к=4Г, 8Г, 12Г содержат три катушки с шагами по пазам Y_п=7, 5, 3 и числами витков W_k, W_k, (1-x)W_k, а остальные группы две катушки с Y_п=6 и 4 и числами витков по W_k, где 2W_k число витков каждого паза, за исключением пазов с номерами 3, 9, 12, 18, 21, 27, заполненных обмоткой на 3/4 и зачерненных на фиг.2, а значение x выбирается в пределах 0,45≅x≅0,55 и в среднем равно x=0,5. По фиг.1 и 2 построены многоугольники МДС (фиг.3 и 4) с использованием вспомогательной треугольной сетки со стороной, принятой за единицу длины, по которым определяется коэффициент дифференциального рассеяния σ_д= [(R_д/R)²-1]•100%, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой МДС высших и низших гармонических, где квадрат среднего радиуса пазовых точек (i=1-Z) многоугольника, а R = (Z•K_об/pπ) радиус окружности для основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом К_об. При полюсном делении τ = 3q = 6,75 коэффициенты укорочения катушек обмотки по фиг.2 равны: и тогда значение К_об с учетом фиг. 5 равно: 7,53455/8,5= 0,8911, где W_ф=8,5W_k с учетом частично заполненных обмоткой пазов (фиг.2), а средний шаг катушек по пазам равен Y_п.ср=[(6+4)3+7+5+3•0,5]/8,5=5,12; для известной обмотки (фиг.1) при Y_п=5-K_об=0,8773.

По фиг. 3 для известной обмотки по фиг.1 определяются: R2д

Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной имеет лучшие электромагнитные параметры: меньшее значение σ_д (в 3,197/2,582=1,24 раза), большее значение обмоточного коэффициента (в 0,8911/0,8773=1,016 раза) при незначительно большей величине среднего шага катушек по пазам. Такая обмотка не уступает по технологичности изготовления известной обмотке, но ее применение, например, в асинхронных машинах с короткозамкнутым ротором, позволяет снизить (в 1,24 раза) амплитуды высших гармонических полей зазора, что приводит к уменьшению добавочных потерь в стали и магнитного шума, перегрева ротора, а также уменьшает индуктивное сопротивление рассеяния обмотки, повышает коэффициент мощности и коэффициент полезного действия машины. Предлагаемая обмотка может применяться на статоре асинхронных и синхронных машин при полюсности p≥2 четное число и числе пазов Z=27•p/2. Рекомендуется к применению и в многоскоростных АД с к.з. ротором.

Область использования: трехфазные асинхронные и синхронные машины. Сущность изобретения: дробная обмотка с числом пазов на полюс и фазу q=2,25 с группировкой катушек в катушечной группе по ряду 2 2 2 3, с номерами катушечных групп в фазах 1Г+3к, 5Г+3к и 9Г+3к, группы с номерами 4Г+4к содержат три катушки с шагами по пазам Y_п=7,5,3 с числами витков W_k, W_k, (1-x)W_k, а остальные группы содержат две катушки с Y_п=6 и 4 с числом витков по W_k, где k=0,1,2,..., а 0,45≅x≅0,55. Технический результат: повышение обмоточного коэффициента и снижение дифференциального рассеяния. 5 ил.

Трехфазная дробная (q=2,25) обмотка якоря с полюсностью р и числом пазов на полюс и фазу q, выполненная двухслойной из концентрических катушек в Z= 27р/2 пазах из 6р катушечных групп с номерами в фазах первой, второй, третьей соответственно 1Г+3k, 5Г+3k, 9Г+3k, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а катушки группируются в катушечных группах по ряду 2 2 2 3, повторяемому 3р/2 раза, отличающаяся тем, что группы с номерами 4Г+4k содержат три катушки с шагами по пазам у_п=7, 5, 3 и числами витков W_k, W_k, (1 - x)W_k, а остальные группы содержат две катушки с у_п=6, 4 и числами витков по W_k, где р ≥ 2 четное число, k= 0,1,2, (2р 1), а значение х выбирается в пределах 0,45 ≅ х ≅ 0,55 и в среднем равно 0,5.