ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=60c ПАЗАХ Российский патент 2007 года по МПК H02K3/04 H02K3/28 

Описание патента на изобретение RU2293425C2

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока - асинхронных и синхронных.

Известны петлевые двухслойные m=3-фазные дробные обмотки, выполняемые при 2р полюсах в z пазах из m′p катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками при среднем шаге по пазам yк≈z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/m′p=b+c/d, где m′=2m=6 или m′=m=3 - число фазных зон ни пару полюсов, c/d<1; по условиям симметрии отношения 2p/d - целые, d/m - нецелые [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-394].

Группировки катушек в группах дробных несимметричных (d/m - целое) обмоток задаются рядами и зависят от c/d [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока/Пер. с англ. Л.: ГЭИ,1959, с.254], например 767677776 для q=20/3: из-за несимметрии фаз возрастает дифференциальное рассеяние.

В изобретении славится задача снижения коэффициентов несимметрии, дифференциального рассеяния несимметричной m′=3-зонной обмотки при q=20/3.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной несимметричной пробной обмотки при 2р=6·с полюсах в z=60·с пазах, выполняемой двуслойной m′=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3р=20/3 из 3р·с катушечных групп с группировкой 767677776, повторяемой с раз:

концентрические катушки имеют шаги по пазам yПi=16-2(i-1) с числами витков (1-х)wк катушек с i=1,7 и (1+x)wк катушки с i=4 для групп семикатушечных, y′Пi=15-2(i′-1) с числом витков (1+x)wк катушки с i′=4 для групп шестикатушечных при wк витках остальных катушек групп, где с=1, 2, 3,..., i=1...7 и i=1...6 - номера катушек в группах, начиная с наружной, х=0,5, а 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1, 2р=6, z=60 с номерами 1...60 снизу, 3р=9 группах с номерами 1Г...9Г сверху, чередованиями фазных зон А-В-С верхнего, X-Y-Z нижнего слоев, где зачерненные пазы содержат (2-х)wк витков при 2wк витках в остальных пазах, а снизу размечены сдвиги осей групп; на фиг.2 построена диаграмма сдвигов ЭДС групп, фаз ЕА, ЕВ. ЕС относительно оси симметрии 2Г группировки; на фиг.3, 4 построены по треугольной сетке построены многоугольники МДС обмотки фиг.1 для катушек равно- (фиг.3) и не равновитковых (фиг.4). m'-зонная обмотка фиг.1 соединяется при последовательно-согласном включении в фазах групп: 1Г, 4Г, 7Г в фазе I, 2Г, 5Г, 8Г в фазе II, 3Г, 6Г, 9Г в фазе III c началами из 1Г, 2Г, 3Г; фазы могут сопрягаться звездой или треугольником. При с=2, 3,... обмотка имеет 2р=6с=12, 18,... полюсов, z=60с=120, 180,... пазов и 3рс=18, 27,... группах.

Для обмотки фиг.1 ЭДС групп определяются по коэффициентам укорочения концентрических катушек Kyi=sin(90yi/τП)=sin(9°уi) при полюсном делении τП=z/2р=10: Ет.б=5,69572-x0,17557 для групп семикатушечных (больших), Ет.м=5,17160+х0,98769 для шестикатушечных (малых).

Диаграмма фиг.2 построена для 2р=6, z=60, αП=360°/z=6° и углах сдвигов осей групп по фиг.1: 2Г→3Г=6,5αПр=117°=120°+0,5αП; 2Г→1Г=240°+0,5αП и 2Г-4Г=13(18°)=234°=240°+αП и 2Г→9Г=120°+αП; 2Г→5Г=19,5(18°)=351°=360°-1,5αП и 2Г→8Г=360°+1,5αП; 2Г→6Г=26,5(18°)=120°-0,5αП и 2Г→7Г=240°+0,5αП, по которой ЭДС фаз равны EВ=E2Г(м)+2E5Г(б)cos(9°)=16,4228+x0,64087 - вертикальный вектор, Е2А=(2Е1Г(б))224Г(м)-4Е1Г(б)Е4Г(м)cos(180°-9°) - по теореме косинусов и при х=0-ЕAC=16,5182, а угол γ на фиг.2 определяется по теореме синусов Ет.м/sinγ=EA/sin(171°), откуда γ=2,8073°, тогда углы сдвигов фазных ЭДС равны ϕBABC=120°-3°+γ=119,8073 и ϕAC=120,3854°. По фазным ЭДС и углам сдвигов определяются линейные ЭДС а=ЕBA=b=ЕBC=28,50, с=ЕAC=28,6658, тогда по выражениям: S-а+b+с, А=(а2+b22)/6, B=, D= и Kнес%=(F/D)100 [Петров Г.Н. Электрические машины, ч.2. Асинхронные и синхронные машины. М.-Л.: ГЭИ, 1963, C.162] вычисляется коэффициентнесимметрии Кнес%=0,84 % при Коб=(ЕАС+2ЕВА)/·60=0,82432 (x=0).

Подобным образом для неравновитковой обмотки по фиг.1 при х=0,5: ЕВ=16,7432, ЕАС=16,8349, γ=3,0177°, ϕВАВС=120,0177°, ϕАС=119,9646°, а=ЕВА=b=ЕВС=29,0822, с=ЕАС=29,1537, Кнес%=0,16, Kоб=(EАС+2EВА)(z=3x)=0,86176 и z'=60-3x=58,5 - эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, т.е. она имеет больший Коб и меньший Кнес% (в 0,84/0,16=5,25 раза).

Из многоугольников МДС фиг.3, 4 (с единичными векторами токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y в центре) по треугольной сетке и соотношениям

определяется коэффициент дифференциального рассеяния σД%, характеризующий качество обмотки но гармоническому составу МДС при квадрате среднего радиуса j=1...z пазовых точек R2д, радиусе Ro окружности для основной гармонической [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по многоугольникам МДС//Электричество. 1997, №9, с.53-55]:

По (1)-(2): при x=0, Коб=0,82432-R2д=1707/60, Ro=60·0,82432/3π, σД%=3,31; при х=0,5 и Коб=0,86176-R2д=1746,5/60, Ro=58,5·0,86176/3π (для z'=60-3х=58,5), σД%=1,74 %, т.е. σД% снижается в 3,31/1,74=1,90 раза; средний шаг катушек уПср=Σ(уПiwKi)/z'=(600-33x)/(60/3x)=9,974. С учетом изменений Коб, Кнес%, σд% обмотка по фиг.1 при х=0,5 имеет высокую эффективность Кэф=(0,86176/0,82432)(0,84/0,16)(3,31/1,74)(58,5/60)=10,2.

Предлагаемая m′=3-зонная обмотка в сравнении с m′=6-зонной при z=60, 2р=6, q=z/6р=10/3, уП=4, группировке 433334343 имеет пониженные Кнес и σД при вдвое меньшем числе групп.

Ее применение позволяет снижать добавочные потери в роторе и магнитные шумы в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором, улучшать форму кривой напряжения в синхронных генераторах.

Похожие патенты RU2293425C2

название год авторы номер документа
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 НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=66с ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293421C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=51с ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293419C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=48c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293418C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=33c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293423C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=30с ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293424C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2р=6с ПОЛЮСАХ В z=39с ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293422C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=21c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293427C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6с ПОЛЮСАХ В z=24с ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2293420C2
ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=15c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2280937C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 293 425 C2

Реферат патента 2007 года ТРЕХФАЗНАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=6c ПОЛЮСАХ В z=60c ПАЗАХ

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах переменного тока. Технический результат - снижение коэффициентов несимметрии и дифференциального рассеяния несимметричной m′=3-зонной обмотки при q=20/3. Сущность изобретения состоит в том, что в трехфазной несимметричной дробной обмотке при 2р=6с полюсах в z=60с пазах, выполняемой двуслойной m′=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=20/3 из 3рс катушечных с группировкой 7 6 7 6 7 7 7 7 6, повторяемой с раз, согласно данному изобретению, концентрические катушки имеют шаги по пазам yПi=16-2(i-1) и числа витком (1-х)wк для катушек с i′=1,7 и число витков (1+x)wк для катушки с i=4 для семикатушечных групп, шаги по пазам у′Пi=15-2(i′-1) и число витков (1+x)wк для катушки с i′=4 для групп шестикатушечных групп, при этом число витков остальных катушек катушечных групп равно wк, где: с=1, 2, 3,..., i′=1...7 и i′=1...6 - номера катушек в группах, начиная с наружной; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой; х=0,5. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 293 425 C2

Трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2p=6с полюсах в z=60с пазах, выполняемая двуслойной m′=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3р=20/3 из 3рс катушечных с группировкой 7 6 7 6 7 7 7 7 6, повторяемой с раз, отличающаяся тем, что концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=16-2(i-1) и числа витков (1-x)wк для катушек с i′=1,7 и число витков (1+x)wк для катушки с i=4 для семикатушечных групп, шаги по пазам y′пi=15-2(i-1) и число витков (1+х)wк для катушки с i′=4 для групп шестикатушечных групп, при этом число витков остальных катушек катушечных групп равно wк, где c=1, 2, 3,...; i′=1...7 и i′=1...6 - номера катушек в катушечных группах, начиная с наружной; 2wк - число витков в пазах, полностью заполненных обмоткой; х=0,5.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2293425C2

ЛИВШИЦ-ГАРИК М
Обмотки машин переменного тока
- Л.: ГЭИ, 1959, с.254.
RU 2002122164 A1, 15.02.2002
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q = 3,125) ОБМОТКА 1992
  • Попов В.И.
RU2079946C1
US 3348084 A, 17.10.1967
Позиционный регулятор 1985
  • Макаров Виктор Владимирович
SU1303992A1
ВОЛЬДЕК А.И
Электрические машины
- Л.: Энергия, 1978, с.392-394.

RU 2 293 425 C2

Авторы

Ахунов Турсун Абдалимович

Макаров Лев Николаевич

Попов Виктор Иванович

Петров Юрий Николаевич

Даты

2007-02-10Публикация

2004-08-10Подача