ТРЁХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=10, z=108 (q=18/5) Российский патент 2006 года по МПК H02K3/04 H02K3/28 

Описание патента на изобретение RU2270507C2

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/2p, 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=10 полюсах и z=108 пазах (q=z/6p=18/5, d=5) с группировкой катушек по ряду 4 4 3 4 3 [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. М. - Л.: ГЭИ. 1959, с.224].

Решение поставленной задачи достигается тем, что для трехфазной 2-слойной обмотки при 2р=10, z=108 с группировкой 4 4 3 4 3, повторяемой 6 раз, выполняемой из 6р=30 катушечных групп с номерами 1Г...30Г при среднем шаге катушек по пазам ук=9:

для групп 1Г...5Г первой группировки группы 1Г и 2Г имеют числа витков по (1-x)wк катушек первой для 1Г и четвертой для 2Г, а группы 3Г и 5Г - по (1+x)wк витков в средней катушке при wк витках в остальных катушках групп и 2wк витках каждого паза, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где х=0,28.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при 2р=10, z=108 с номерами 1...108 (для z'=z/2=54 пазов) и номерами катушечных групп от 1Г до 30Г (размечены группы первой фазы 1Г+3(с)Г=1Г, 4Г, 7Г, ...), чередованиями фазных зон в последовательности A-Z-B-X-C-Y; на фиг.2 показаны диаграммы сдвига осей нечетных групп первой фазы относительно оси симметрии 19Г для полюсности р=5 основной ν=1 (наружная) и рν=νр=1 низшей ν=1/5 (центральная) гармонических; на фиг.3 построены по треугольной сетке многоугольники МДС обмотки фиг.1 при х=0 (внутренняя), х=0,25 (наружная). Такая 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, 11Г, 21Г для фаз I, II, III и фазы могут сопрягаться звездой или треугольником.

Для обмотки фиг.1 обмоточный коэффициент при равновитковых катушках (х=0) по коэффициентам укорочения Ky=sin(90°yкп)(yк=9, τп=z/2p=54/5) и распределения Kp=0,5/Nsin(30°/N) равен Kоб.o=KyKp=0,92252. Для неравновитковых катушек к Коб.о добавляется значение, зависимое от показателя неравновитковости х групп фазы по фиг.2 при угле сдвига пазов αп=360°/z=10°/3: 2x0,965926[-cos(1+7,5)αп+cos(0,5αп)]=+x0,230616 при Ку=sin(90°yкп)=0,965926 (yп=9), Σx/18=+x0,01281 и тогда

Из многоугольников МДС фиг.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, 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=0,28, соответствующее σд%мин: при xопт=0,28-Kоб=0,92611, R2Д=735,9648/18, Rо=108·0,92611/5π и σд%мин=0,84, а при х=0-σд%=1,09, т.е. σд% при xопт=0,28 снижается в 1,09/0,84=1,30 раза, что характеризует высокую эффективность предложенной обмотки.

Такое снижение дифференциального рассеяния обусловлено ограничением в МДС обмотки фиг.1 низшей гармонической ν=1/5 с полюсностью рν=νp=1, для которой по центральной диаграмме фиг.2 при K=sin(ν90°yкп)=0,25882, угле γ=αп/2d=1°/3: К=ΣEν/18=-0,02926 и КобνоуνK=-0,00757; 2x0,25882[cos(αп-γ)+cos(0,5αп+1,5αп +2γ)]=+х0,5495 при αп=360°/p=72° и Σx/18=+x0,0305, тогда

откуда по условию Кобν определяется значение х'=0,25, при котором из МДС обмотки фиг.1 полностью устраняется низшая гармоническая ν=1/5.

Таким образом, предлагаемая обмотка характеризуется пониженным коэффициентом дифференциального рассеяния σд%, повышенным Коб и эффективнее при xопт=0,28 в Кэф=1,30 раза в сравнении с равновитковой обмоткой; ее применение, например на статоре АД, позволяет снижать добавочные потери в стали и асинхронные моменты от гармонических составляющих поля, улучшать виброакустические характеристики, повышать КПД и cosϕ1, перегрузочную способность машины.

Похожие патенты RU2270507C2

название год авторы номер документа
ТРЁХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=10, z=144 (g=24/5) 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Тихонов Сергей Иванович
RU2270508C2
ТРЁХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=10, z=84 (g=14/5) 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Тихонов Сергей Иванович
RU2270505C2
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=26·c ПОЛЮСАХ В z=126·c И z=129·c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2335064C2
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=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=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=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=10, z=96 (q=16/5) 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2270514C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 270 507 C2

Реферат патента 2006 года ТРЁХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=10, z=108 (q=18/5)

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к трехфазным асинхронным и синхронным электрическим машинам. В изобретении ставится задача достижения технического результата, состоящего в снижении дифференциального рассеяния σд m'=6-зонной электромашинной дробной (q=18/5) петлевой обмотки. Сущность изобретения состоит в том, что трехфазная двухслойная петлевая обмотка при числе полюсов 2р=10 в z=108 пазах с группировкой катушек по ряду 4 4 3 4 3, повторяемой 6 раз, выполняется из 6р=30 катушечных групп с номерами 1Г...30Г при среднем шаге катушек по пазам ук=9. При этом согласно изобретению в группах 1Г...5Г первой группировки катушечные группы 1Г и 2Г имеют числа витков (1-x)wк первой катушки для катушечной группы 1Г и четвертой катушки для 2Г катушечной группы 2Г, а катушечные группы 3Г и 5Г имеют число витков (1+х)wк в средней катушке при числе витков wк в остальных катушках катушечных групп и при числе 2wк витков каждого паза. Указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке при значении х=0,28. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 270 507 C2

Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при числе полюсов 2р=10, числе пазов z=108, q=18/5 с группировкой катушек по ряду 4 4 3 4 3, повторяемой 6 раз, выполняемая из 6р=30 катушечных групп с номерами 1Г...30Г при среднем шаге катушек по пазам, yк=9, отличающаяся тем, что в катушечных группах 1Г...5Г первой группировки катушечные группы 1Г и 2Г имеют числа витков (1-x)wк для первой катушки для катушечной группы 1Г и четвертой катушки для катушечной группы 2Г, а катушечные группы 3Г и 5Г имеют по числу (1+x)wк витков в средней катушке при числе витков wк в остальных катушках катушечных групп и при числе 2wк витков каждого паза, причем указанное распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где х=0,28.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2270507C2

ЛИВШИЦ-ГАРИК М
Обмотки машин переменного тока
Л.: ГЭИ, 1959, с.224
RU 2058650 С1, 20.04.1996
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q = 3,125) ОБМОТКА 1992
  • Попов В.И.
RU2079946C1
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=4/5) ОБМОТКА СТАТОРА 1994
  • Попов В.И.
  • Петров Ю.Н.
RU2091958C1
US 3348084 A, 17.10.1967
Позиционный регулятор 1985
  • Макаров Виктор Владимирович
SU1303992A1
ВОЛЬДЕК А.И
Электрические машины
- Л.: Энергия, ГЭИ, 1959, с.392-393, 450.

RU 2 270 507 C2

Авторы

Ахунов Турсун Абдалимович

Макаров Лев Николаевич

Попов Виктор Иванович

Петров Юрий Николаевич

Даты

2006-02-20Публикация

2004-02-13Подача