ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=60c ПАЗАХ Российский патент 2006 года по МПК H02K3/28 H02K3/04 

Описание патента на изобретение RU2268536C2

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 ук≈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 и d≥4 создают гармонические МДС по ряду ν=m'k/d±1 [там же, с.450], в том числе и низшие (ν<1)при значительном 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'=3-зонной дробной симметричной обмотки при 2р=14·с полюсах, z=60·с пазах (q=z/3p=20/7, d=7) с группировкой катушек по ряду 3 3 3 3 3 3 2 [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока / Пер. с англ. М.-Л.: ГЭИ, 1959, с.224], эквивалентной m'=6-зонной обмотке при q'=z/6p=q/2=10/7 с группировкой 2 1 2 1 2 1 1, но проще ее из-за вдвое меньшего числа групп.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной 2-слойной обмотки при 2р=14·с, z=60·c с группировкой 3 3 3 3 3 3 2, повторяемой 3·с раза, выполняемой из 3p=21·с катушечных групп с номерами 1Г...21(с)Г при среднем шаге катушек по пазам ук=4: в группах 1Г...7Г первой группировки группы 2Г, 5Г при шаге уп=4 имеют числа витков (1-x)wк, (1+x)wк, wк в 2Г и wк, (1+x)wк, (1-x)wк в 5Г, а концентрические группы 1Г, 3Г, 4Г, 6Г при упi=6, 4, 2 имеют числа витков wк, wк, (1-х)wк в 1Г, 6Г, wк, (1+x)wк, (1-x)wк в 3Г, 4Г и группа 7Г при у'пi=5, 3 имеет по (1+x)wк витков, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с 1, 2, 3,..., 2wк - число витков каждого паза и x=0,55.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при c=1, 2p=14, z=60 с номерами 1...60 и номерами катушечных групп от 1Г до 21Г (размечены группы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, 13Г, 16Г, 19Г первой фазы), чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С верхнего, X, Y, Z нижнего слоев; на фиг.2 показана диаграмма сдвига осей групп первой фазы, а на фиг.3, 4 построены по треугольной сетке многоугольники МДС обмотки фиг.1 при x=0 (фиг.3) и x=0,5 (фиг.4). Такая m'=3-зонная обмотка соединяется обычным образом при последовательно-согласном включении групп в фазах с их началами из начал групп 1Г, 8Г, 15Г для I, II, III фаз, а фазы могут сопрягаться звездой или треугольником. При c=2, 3,... обмотка имеет 2p=14c=28, 42,... полюсов при z=60c=120, 180,... пазах.

Для обмотки фиг.1 обмоточный коэффициент при равновитковых катушках (x=0) по коэффициентам укорочения Ку=sin(90°укп) при ук=4 и τп=z/2p-30/7, распределения Kp=sin(60°)/Nsin(60°/N) равен Коб.оуКр=0,82284. Для неравновитковых катушек к Коб.о добавляется значение, зависимое от показателя неравновитковости x групп фазы по фиг.2 при оси симметрии в 7Г и угле сдвига пазов αп=360°/z=6°: x(0,965926+0,891007)=+х1,856933 для 7Г, x(0,994522-0,669131)2cos0,5αп=+x0,649891 для 4Г+10Г, х0,994522·2·[-cos(1,5αп+7αп)+cos1,5αп]=+x0,71281 для 16Г+19Г, -2х0,669131cos2,5αп=-x1,292661 для 1Г+13Г при Kyi=sin(90°упiп)=0,669131 (упi=2), 0,965926 (у'пi=5), 0,891007 (у'пi=3), 0,994522 (упi=4), тогда ∑х/20=+x0,09635 и

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(x)=0 вычисляется оптимальное xопт=0,55, соответствующее σд%мин: при xопт=0,55-Kоб=0,87583, R2д=122,0475/20, Ro=60·0,87583/7π и σд%мин=6,87, а при х=0-σд%=12,10, т.е. σд% при xопт=0,55 снижается в 12,10/6,87=1,76 раза из-за устранения низшей ν=1/7 гармонической МДС; с учетом повышения Коб эффективность неравновитковой обмотки равна Kэф=(0,87583/0,82284)(12,10/6,87)=1,87.

Отметим, что m'=6-зонной обмотке при 2р=14, z=60, q=z/6р=10/7 и уп=5 соответствуют параметры Kоб=0,9228 и σд%=7,27, т.е. обмотка по фиг.1 при xопт=0,55 превосходит ее в 7,27/6,87=1,06 раза.

Таким образом, предлагаемая m'=3-зонная обмотка характеризуются повышенным Коб, пониженным σд% и эффективнее в Кэф=1,87 раза в сравнении с равновитковой; она проще m'=6-зонной обмотки в технологичности изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп, превосходит ее по дифференциальному рассеянию в 1,06 раза.

Похожие патенты RU2268536C2

название год авторы номер документа
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=10с ПОЛЮСАХ В z=54c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2270503C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=72c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268531C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14 ПОЛЮСАХ В z=96 ПАЗАХ С q=16/7 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268530C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=10c ПОЛЮСАХ В z=24c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Тихонов Сергей Иванович
RU2270506C2
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=75c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2268527C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=10c ПОЛЮСАХ В z=36c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Тихонов Сергей Иванович
RU2270515C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ДРОБНАЯ (q=2,25) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2003
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2270502C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=135·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2335063C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (q=5,75) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2003
  • Ахунов Т.А.
  • Макаров Л.Н.
  • Попов В.И.
  • Петров Ю.Н.
RU2267213C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 268 536 C2

Реферат патента 2006 года ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=14c ПОЛЮСАХ В z=60c ПАЗАХ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении, в трехфазных асинхронных и синхронных машинах. Технический результат заключается в снижении дифференциального рассеянии. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2р=14·с полюсах в z=60·c пазах с группировкой катушек по ряду 3 3 3 3 3 3 2, повторяемой 3·с раза, выполнена из 3р=21с катушечных групп с номерами 1Г,...21(с)Г при последовательно-согласном включении в фазах групп катушек и среднем шаге катушек по пазам ук=4. Согласно изобретению в первой группировке групп 1Г,...7Г в группах 2Г, 5Г с шагом по пазам уп=4 группа 2Г имеет (1-x)wк, (1+x)wк, wк витков. Группа 5Г имеет wк, (1+x)wк, (1-x)wк витков. В концентрических группах 1Г, 3Г, 4Г, 6Г с шагами по пазам упi=6, 4, 2 группы 1Г, 6Г имеют wк, wк, (1-х)wк витков. Группы 3Г, 4Г имеют wк, (1+x)wк, (1-x)wк витков. Группа 7Г при шагах по пазам у'пi=5, 3 имеет по (1+x)wк витков. Указанное распределение неравновитковых катушек с коэффициентом неравновитковости х=0,55 повторяется в каждой последующей группировке катушек по указанному ряду, при этом с=1, 2, 3.... 4 ил.

Формула изобретения RU 2 268 536 C2

Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2р=14с полюсах в z=60c пазах с группировкой катушек по ряду 3333332, повторяемой 3с раза, выполненная из 3р=21с катушечных групп с номерами 1Г,...21(с)Г при последовательно-согласном включении в фазах групп катушек и среднем шаге катушек по пазам yк=4, отличающаяся тем, что в первой группировке групп 1Г,...7Г в группах 2Г, 5Г с шагом по пазам yп=4 группа 2Г имеет (1-х)wк, (1+х)wк, wк витков, группа 5Г-wк, (1+x)wк, (1-x)wк витков, а в концентрических группах 1Г, 3Г, 4Г, 6Г с шагами по пазам yпi=6, 4, 2 группы 1Г, 6Г имеют wк, wк, (1-x)wк витков, группы 3Г, 4Г-wк, (1+x)wк, (1-x)wк витков, а группа 7Г при шагах по пазам у'пi=5, 3 имеет по (1+x)wк витков, причем указанное распределение неравновитковых катушек с коэффициентом неравновитковости х=0,55 повторяется в каждой последующей группировке катушек по указанному ряду, при этом с=1, 2, 3....

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2268536C2

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 2 268 536 C2

Авторы

Ахунов Турсун Абдалимович

Макаров Лев Николаевич

Попов Виктор Иванович

Тихонов Сергей Иванович

Даты

2006-01-20Публикация

2004-02-13Подача