ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q=6,75) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Российский патент 2006 года по МПК H02K3/28 H02K3/04 

Описание патента на изобретение RU2267852C2

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Известны петлевые двухслойные симметричные m=3-фазные обмотки, выполняемые 2р-полюсными в z пазах из m'p катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками при их среднем шаге по пазам уп≈z/2р и числе пазов на полюс и фазу q=z/m'p целом или дробном, где m' - число фазных зон на пару полюсов, равное m'=m=3 -трехзонные, или m'=2m=6 - шестизонные обмотки [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-393]. Дробные обмотки при q=z/m'p=N/d создают гармонические МДС по ряду ν=m'k/d±1 [там же, с.450], в том числе и низшие (ν<1) для d≥4 при значительном возрастании дифференциального рассеяния σд, где ±k - целое число, дающее порядок гармонической ν>0 при ее прямом (+), или обратном (-) вращении.

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния σд m'=3-зонной дробной (q=z/3p=27/4=6,75, d=4) обмотки с группировкой катушек по ряду 7 7 7 6 [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока/Пер. с англ. М.-Л.: ГЭИ, 1959, с.224], эквивалентной m'=6-зонной обмотке при q'=z/6р=q/2=3,375, d'=8 с группировкой 4 3 4 3 3 4 3 3, но проще ее в изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной дробной (q=6,75) обмотки с группировкой 7 7 7 6, выполняемой двухслойной 2p=8c-полюсной в z=81c пазах из 12с катушечных групп с номерами 1Г...12(с)Г с концентрическими катушками при среднем их шаге по пазам ук=10, целом числе с=1, 2,..., номерах i', i=1...7 катушек в группах, начиная с наружной, 2wк витках паза:

в группах 1Г...4Г первой группировки семикатушечная группы имеют шаги катушек yпi=16-2(i-1) с числами витков по (1-х)wк в i=7 групп 1Г, 3Г и в i=1 группы 2Г, (1+х)wк в i=4 группы 2Г, а шестикатушечные 4Г-y'пi=15-2(i'-1) с числом витков (1+х)wк в i'=3 и 4 при wк витках в остальных катушках групп, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где х=0,48.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при 2р=8(с=1), z=81 с номерами 1...81, 12с=12 катушечных группах с номерами 1Г...12Г (размечены группы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г первой фазы), чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С верхнего и X, Y, Z нижнего слоев, а на фиг.2 и 3 построены (по треугольной сетке) ее многоугольники МДС при х=0 (фиг.2) и х=0,5 (фиг.3). При, например, с=2 обмотка имеет 2р=8с=16, z=81с=162 и развертка фиг.1 повторяется дважды. Обмотка при m'=3 зонах соединяется в фазах обычным образом при последовательно-согласном включении групп фазы: 1Г, 4Г, 7Г, 10Г с началом фазы из начала 1Г в фазе I; 3Г, 6Г, 9Г, 12Г с началом из 3Г в фазе II; 5Г, 8Г, 11Г, 2Г с началом из 5Г в фазе III; фазы могут сопрягаться в звезду или треугольник.

Для обмотки фиг.1 при q=27/4=6,75 (N=27, d=4), yпi=16-2(i-1)=16, 14, 12, 10, 8, 6, 4 для групп семикатушечных, y'пi=15-2(i'-1)=15, 13, 11, 9, 7, 5 шестикатушечных (yк=10) обмоточный коэффициент Коб.о при равновитковых катушках (х=0) определяется по коэффициентам Ку=sin(90°Укп) укорочения (при τп=z/2p=10,125, yк=10), распределения Kp=sin(60°)/Nsin(60°)/N) и равен Kоб.o=KyKp=0,827045. При неравновитковых катушках к Коб.о добавляется значение, зависимое от показателя неравновитковости х и определяемое с учетом сдвига осей 1Г, 7Г фазы на углы ±αп=360°/z=40°/9 относительно 4Г и 10Г по оси симметрии фазы: для 4Г+10Г-х(0,99080+0,984808+0,999812-0,6126006)=+х2,362820 при Kyi=sin(90°yпiп)=0,99080(y'пi=11), 0,984808 (y'пi=9), 0,999812 (yпi=10) и 0,6126006 (yпi=16), для 1Г+7Г-2xcosαп0,581492=-x1,159487 при Куi=0,581492 (yпi=4), х(2,36282-1,159487)/27=+х0,044568, тогда Коб и средний шаг уп.cp=Σ(упiwкi)/N равны

Из многоугольников МДС фиг.2 и 3 (в центре показаны единичные векторы токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y) определяется по соотношениям

коэффициент дифференциального рассеяния σд, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу ее МДС, где R2д - квадрат среднего радиуса j-1...N пазовых точек, Rо - радиус окружности для гармонической ν=1 [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток но многоугольникам МДС//Электричество, 1997, № 9, c.53-55]

тогда по (1)-(3) из условия d(σд)/d(x)=0 вычисляется оптимальное хопт=0,48, соответствующее σд%мин: при Xопт=0,48-Kоб=0,84844, R2д=817,2576/27, Ro=81·0,84844/4π, σд%мин=1,205, а при х=0 - σд%=2,435, т.е. σд% при Хопт=0,48 снижается в 2,435/1,205=2,02 раза; с учетом повышения Коб эффективность обмотки равна Kэф=(0,84844/0,827045)(2,435/1,205)=2,07 при Уп.cp=10,107.

Отметим, что m'=6-зонной обмотке при 2р=8, z=81, 6р=24 группах, q=z/6p=3,375, Уп=12 соответствуют параметры Kоб=0,9149, σд%=1,39, т.е. обмотка по фиг.1 при Xопт=0,48 превосходит ее в 1,39/1,205=1,15 раза.

Таким образом, предлагаемая m'=3-зонная обмотка характеризуется повышенным Коб, пониженным σд% и эффективнее в Кэф=2,07 раза в сравнении с равновитковой; она проще m'=6-зонной обмотки в технологичности изготовления из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп.

Похожие патенты RU2267852C2

название год авторы номер документа
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ДРОБНАЯ (q=5,25) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2003
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2267851C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q=3,75) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2003
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2267853C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=57с ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293426C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=138·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2331148C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=186·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2343618C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=174·с ПАЗАХ ПРИ 2р=22·с ПОЛЮСАХ (q=58/11) 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328813C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=22·c ПОЛЮСАХ В z=156·c И z=159·c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2335072C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=54c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268532C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=75c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268527C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=42c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2298869C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 267 852 C2

Реферат патента 2006 года ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q=6,75) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электромашиностроении, а именно в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах. В изобретении ставится задача достижения технического результата, состоящего в снижении дифференциального рассеяния σд m'=3-зонной дробной (q=z/3p=6,75) обмотки. Сущность изобретения состоит в том, что трехфазная дробная (q=6,75) обмотка электрических машин выполняется с группировкой 7 7 7 6 двухслойной 2р=8с-полюсной в z=81с пазах из 12с катушечных групп с номерами 1Г...12(с)Г с концентрическими катушками при среднем их шаге по пазам yк=10, целом числе с=1, 2,..., номерах i', i=1...7 катушек в группах, начиная с наружной, 2wк витках каждого паза. При этом, согласно изобретению в группах 1Г...4Г первой группировки семи-катушечные группы имеют шаги катушек yпi=16-2(i-1) с числами витков (1-х)wк в i=7 групп 1Г, 3Г и в i=1 группы 2Г, (1+х)к в i=4 группы 2Г, а шестикатушечная 4Г-y'пi=15-2(i'-1) с числами витков (1+x)wк, в i'=3 и 4 при w витках в остальных катушках групп, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где х=0,48. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 267 852 C2

Трехфазная дробная (q=6,75) обмотка электрических машин, выполненная с группировкой 7 7 7 6 двухслойной 2р=8с-полюсной в z=81c пазах из 12с катушечных групп с номерами 1Г...12(с)Г с концентрическими катушками при среднем их шаге по пазам yк=10, целом числе с=1, 2,..., номерах i', i=1...7 катушек в группах, начиная с наружной, 2wк витках каждого паза, отличающаяся тем, что в группах 1Г...4Г первой группировки семикатушечные группы имеют шаги катушек yпi=16-2(i-1) с числами витков (1-x)wк в i=7 групп 1Г, 3Г и в i=1 группы 2Г, (1+x)wк в i=4 группы 2Г, а шестикатушечная 4Г-y'пi=15-2(i'-1) с числами витков (i+x)wк в i'=3 и 4 при wк витках в остальных катушках групп, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где х=0,48.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2267852C2

ЛИВШИЦ-ГАРИК М., Обмотки машин переменного тока, Москва-Ленинград, ГЭИ, 1959, с.224
RU 93052541 А, 27.06.1996
Электромашинная трехфазно-однофазная совмещенная обмотка якоря 1987
  • Попов Виктор Иванович
SU1494119A1
US 6376960 А, 23.04.2002
US 6114790 A, 05.09.2000
Позиционный регулятор 1985
  • Макаров Виктор Владимирович
SU1303992A1
ВОЛЬДЕК А.И., Электрические машины, Ленинград, Энергия, 1978, с.392-393, с.450.

RU 2 267 852 C2

Авторы

Ахунов Турсун Абдалимович

Макаров Лев Николаевич

Попов Виктор Иванович

Петров Юрий Николаевич

Даты

2006-01-10Публикация

2003-12-02Подача