ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14 ПОЛЮСАХ В z=96 ПАЗАХ С q=16/7 Российский патент 2006 года по МПК H02K3/28 H02K3/04 

Описание патента на изобретение RU2268530C2

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

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

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния m'=6-зонной дробной симметричной обмотки при 2р=14 полюсах, z=96 пазах (q=z/6р=16/7, d=7) с группировкой катушек по ряду 3223222 [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока / Пер. с англ. М.-Л.: ГЭИ, 1959, С.224].

Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной 2-слойной обмотки при 2р=14, z=96 с группировкой 3223222, повторяемой 6 раз, выполняемой из 6р=42 катушечных групп с номерами 1Г...42Г с концентрическими катушками при среднем их шаге по пазам ук=6: в группах 1Г...7Г первой группировки группы 1Г, 4Г при шагах уm=8, 6, 4 и 2Г, 3Г, 5Г, 6Г, 7Г при y'm=7, 5 имеют во внутренней катушке числа витков по (1-х)wк для 1Г, 4Г и (1+x)wк для 6Г при wк витках в остальных катушках групп, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где х=0,46.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при 2р=14, z=96 с номерами 1...96 и номерами катушечных групп от 1Г до 42Г (размечены группы первой фазы 1Г+3(с)Г=1Г, 4Г, 7Г,...40Г), чередованиями фазных зон в последовательности A-Z-B-X-C-Y, где зачерненные пазы содержат по (2-х)wк витков при 2wк витках в остальных пазах; на фиг.2 показаны диаграммы сдвига осей нечетных групп первой фазы для полюсности р=7 основной гармонической МДС ν=1 (наружная) и полюсности pv=νp=1 низшей гармонической ν=1/7 (центральная), а на фиг.3, 4 построены по треугольной сетке многоугольники МДС обмотки фиг.1 при х=0 (фиг.3) и х=0,5 (фиг.4). m'=6-зонная обмотка по фиг.1 соединяется обычным образом при встречном включении в фазах четных групп относительно нечетных с их началами из начал групп 1Г, 15Г, 29Г для I, II, III фаз, а фазы могут сопрягаться звездой или треугольником.

Для обмотки фиг.1 обмоточный коэффициент при равновитковых катушках (х=0) по коэффициентам укорочения Ку=sin(90°укп) (ук=6, τп=z/2p=48/7) и распределения Kp=0,5/Nsin(30°/N) равен Коб.оуКр=0,93675. Для неравновитковых катушек к Коб.о добавляется значение, зависимое от показателя неравновитковости х групп фазы по фиг.2 (наружная), при оси симметрии в 13Г и угле сдвига пазов αп=360°/z=3,75°: +х0,910864 для 13Г, -2x0,793353cos0,5αп=-x1,58587 для 1Г+4Г, при Kyi=sin(90°yпiп)=0,793353 (yпi=4) и 0,910864 (y'пi=5), тогда Σх=-х0,674993 и при Kоб.oN=14,98797

Из многоугольников МДС фиг.3 и 4 (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, Ro - радиус окружности для гармонической ν=1 [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по многоугольникам МДС // Электричество, 1997, №9, с.53-55]:

тогда по (1)-(3) из условия d(σд)/d(х)=0 вычисляется оптимальное xопт=0,46, соответствующее σд%мин: при хопт=0,46-zэ=3(N-x)=3·15,54=93,24 эквивалентное число полностью заполненных пазов, Коб=0,9445, R2д=262,1908/16, Rо=zэКоб/рπ=93,24·0,9445/7π и σд%мин=2,185, а при х=0-σд%=3,16. т.е. σд% при xопт=0,46 снижается в 3,16/2,185=1,45, что характеризует эффективность предложенной обмотки. Такое снижение σд% обусловлено значительным уменьшением низшей ν=1/7(+) гармонической МДС по центральной диаграмме фиг.2 (при угле γ, равном γ=αп/2d=1,875°/7), откуда для ν=1/7 Kобν=(-0,1002+x0,2202)/(16-x) и по условию Кобν=0 определяется значение х'=0,45, при котором из МДС неравновитковой обмотки фиг.1 полностью устраняется эта гармоническая.

Таким образом, предлагаемая обмотка характеризуются пониженным коэффициентом дифференциального рассеяния σд% (в 1,45 раза), повышенным обмоточным коэффициентом Коб и эффективнее при xопт=0,46 в сравнении с равновитковой обмоткой в Кэф=(0,9445/0,93675)(3,16/2,185)(zэ/z)=1,415 раза. Ее применение, например, на статоре АД позволяет снижать добавочные потери в стали и асинхронные моменты от гармонических поля, улучшать виброакустические характеристики, повышать КПД, cosϕ1 и перегрузочную способность машины.

Похожие патенты RU2268530C2

название год авторы номер документа
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14 ПОЛЮСАХ В z=108 ПАЗАХ С q=18/7 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268529C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14, z=120 С q=20/7 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268528C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14, z=144 (g=24/7) 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268534C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=16·c ПОЛЮСАХ В z=3(8·b+1)·c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2335062C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=36c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Тихонов Сергей Иванович
RU2268533C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=60c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Тихонов Сергей Иванович
RU2268536C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q=6,75) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2003
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2267852C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=90c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268541C2
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=48c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268535C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 268 530 C2

Реферат патента 2006 года ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14 ПОЛЮСАХ В z=96 ПАЗАХ С q=16/7

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении, в трехфазных асинхронных и синхронных машинах. Технический результат заключается в снижении дифференциального рассеяния. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2р=14 полюсах в z=96 пазах с q=16/7 и с группировкой катушек по ряду 3223222, повторяемой 6 раз, выполнена из 6р=42 катушечных групп 1Г,...42Г при встречном включении в фазах четных катушечных групп относительно нечетных и среднем шаге концентрических катушек по пазам ук=6. Согласно изобретению, в первой группировке групп 1Г,...7Г внутренние катушки групп 1Г, 4Г при шагах по пазам упi=8, 6, 4 и групп 2Г, 3Г, 5Г, 6Г, 7Г при шагах по пазам у'пi=7, 5 имеют по (1-х)wк витков при wк витках в остальных концентрических катушках групп. Указанное распределение неравновитковых концентрических катушек с коэффициентом неравновитковости х=0,46 повторяется в каждой последующей группировке катушек по указанному ряду. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 268 530 C2

Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2р=14 полюсах в z=96 пазах с q=16/7 и с группировкой катушек по ряду 3223222, повторяемой 6 раз, выполненная из 6р=42 катушечных групп 1Г,...42Г при встречном включении в фазах четных катушечных групп относительно нечетных и среднем шаге концентрических катушек по пазам ук=6, отличающаяся тем, что в первой группировке групп 1Г,...7Г внутренние катушки групп 1Г, 4Г при шагах по пазам упi=8, 6, 4 и групп 2Г, 3Г, 5Г, 6Г, 7Г при шагах по пазам у'пi=7, 5 имеют по (1-х)wк витков, катушки группы 6Г - по (1+x)wк витков при wк витках в остальных концентрических катушках групп, причем указанное распределение неравновитковых концентрических катушек с коэффициентом неравновитковости х=0,46 повторяется в каждой последующей группировке катушек по указанному ряду.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2268530C2

ВОЛЬДЕК А.И
Электрические машины
- Л.: Энергия, 1978, с.392-393, 450
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=0,875) ОБМОТКА ЯКОРЯ 1992
  • Попов В.И.
  • Макаров Л.Н.
  • Ахунов Т.А.
RU2042249C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q = 0,625) ОБМОТКА ЯКОРЯ 1992
  • Попов В.И.
  • Макаров Л.Н.
  • Ахунов Т.А.
RU2040845C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q = 0,75) ОБМОТКА СТАТОРА 1992
  • Попов В.И.
  • Макаров Л.Н.
  • Ахунов Т.А.
RU2037250C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ЯКОРНАЯ ОБМОТКА 1992
  • Попов В.И.
RU2041543C1
ДРОБНАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЯКОРЯ 1992
  • Попов В.И.
RU2043688C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА 1992
  • Попов В.И.
RU2043689C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА 1992
  • Попов В.И.
  • Макаров Л.Н.
RU2046500C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА 1992
  • Попов В.И.
RU2046501C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА 1992
  • Попов В.И.
RU2046502C1
ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА 1992
  • Попов В.И.
RU2046503C1
RU

RU 2 268 530 C2

Авторы

Ахунов Турсун Абдалимович

Макаров Лев Николаевич

Попов Виктор Иванович

Петров Юрий Николаевич

Даты

2006-01-20Публикация

2004-02-10Подача