ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=84·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ Российский патент 2008 года по МПК H02K3/04 H02K3/28 

Описание патента на изобретение RU2328805C2

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

Известны петлевые двухслойные симметричные m=3-фазные, 2р-полюсные обмотки, выполняемые в z пазах из m′p катушечных групп с катушками равношаговыми или концентрическими при среднем шаге по пазам yк≈τπ=z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/m′p, где m′=2m=6 или m′=m=3 - число фазных зон на пару полюсов [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-394]. Дробные обмотки при q=z/m′p=N/d и d≥2 не кратных m=3 создают гармонические МДС по ряду ν=km′/d±1 [там же, с.450], в том числе низшие ν<1 при возрастании дифференциального рассеяния σд, где ±k - целое число, дающее порядок гармонической ν>0 при прямом (+) или встречном (-) вращении.

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния m′=3-зонной двухслойной обмотки в z=84·c пазах при 2р=22·с и 2р=26·с полюсах, выполняемой с q=z/3p=28/11 (N=28, d=11) и q=28/13 (d=13) из 3р·с катушечных групп по известным группировкам [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока / Пер.с англ. Л.: ГЭИ, 1959, с.225], повторяемым 3·с раза.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной двухслойной электромашинной обмотки в z=84·c пазах: 1) при 2р=22·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=28/11, выполняемой из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...33Г·с и группировкой катушек по ряду 3 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2, повторяемому 3·с раз: в первой группировке 1Г...11Г группы трехкатушечные имеют шаги катушек по пазам yпi=6, 4, 2 с числами витков (1-х)wк, (1+x)wк, (1-х)wк, а двухкатушечные - yπ=5,3 с wк, (1+x)wk витками при значении x=0,55;

2) при 2р=26·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=28/13, выполняемой из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...39Г·с и группировкой катушек по ряду 3 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2, повторяемому 3·с раз: в первой группировке 1Г...13Г группы трехкатушечные имеют шаги катушек по пазам yпi=5, 3, 1 с числами витков (1-x)wк, wк, (1-x)wк, а двухкатушечные - y′пi=4, 2 с (1+х)wк, (1-x)wк витками в 4Г, 10Г, 11Г, y′пi=3,3 с (1+x)wк, (1-x)wк витками в 2Г, 3Г, 8Г, 9Г и (1-х)wк, (1+x)wк в 5Г, 6Г, 12Г, 13Г при х=0,43, где c=1, 2, 3, ...; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой. Указанные распределения неравновитковых катушек повторяются в каждой последующей группировке.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1 и z=84 для 2р=22 с группами 1Г...33Г (пронумерованы сверху) для z′=z/3=28 пазов с номерами 1...28 (снизу) и чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С и X-Y-Z в верхнем и нижнем слоях, где зачерненные пазы имеют неполное заполнение при эквивалентных Zэ=3(N-x) пазах, полностью заполненных обмоткой; на фиг.2 показана диаграмма сдвигов осей групп зон А относительно оси симметрии 7Г; на фиг.3 и 4 - по треугольной сетке при ее стороне в 0,5 единиц длины построены многоугольники МДС обмотки по фиг.1 при х=0 (фиг.3) и х=0,5 (фиг.4). На фиг.5...8 показано то же, что и на фиг.1...4, но для обмотки при 2р=26, zэ=3(N-4х) пазах, оси симметрии в 4Г. Такие m′=3-зонные обмотки по фиг.1 и фиг.5 соединяется при последовательно согласном включении групп зон А, В, С в фазах I, II, III, а фазы могут сопрягаться в Y или Δ. При, например с=2, обмотка выполняется в z=168 пазах при 2p=44 и 2р=52 полюсах.

Для обмотки фиг.1 равновитковой (x=0) обмоточный коэффициент Кобо по коэффициентам укорочения Кy=sin(90°yкп) при yк=4, τп=z/2p=42/11, распределения Kp=sin(60°)/Nsin60°/N равен Kобо=KyKp=0,82487, а при х≠0 к Кобо добавляется значение неравновитковости катушек, определяемое по фиг.2 при αп=360/z=30°/7:-2x(0,623489-0,997204+0,73305)(cos0,5αп+cos1,5 αп+cos2,5αп)=-x2,13848 для 1Г+13Г+4Г+10Г+19Г+28Г, x0,943883(1+2cosαп+2cos2αп)=x4,693053 для 7Г+16Г+31Г+22Г+25Г при Kyi=0,623489 (yпi=6), 0,997204 (yпi=4), 0,733052 (yпi=2), 0,9438833 (y′пi=3), KобN=23,09645, ∑x=+2,55458 и

Из многоугольников МДС фиг.3 и 4 (в центре показаны единичные векторы токов фазных зон) по треугольной сетке и соотношениям [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по их многоугольникам МДС // Электричество, 1997, №9, с.53-55]

определяется коэффициент дифференциального рассеяния σд%, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу МДС, где R2д - квадрат среднего радиуса j=1...N=28 пазовых точек, R0 и Коб - для гармонической ν=l:

По (1)-(3) из условия d(σд)/d(x)=0 вычисляется оптимальное Хопт=0,55, соответствующее σд%мин: Коб=0,89259, R2д=135,805/28, R0=82,35·0,89259/11π и σд%мин 7,21 (для Zэ=3(N-x)=3·27,45=82,35), а при х=0-σд%=17,30, т.е. значение σд% обмотки по фиг.1 снижается в 17,30/7,21=2,40 раза из-за устранения гармонической МДС ν=1/l1, а с учетом изменений Коб, zэ ее эффективность равна Кэф= (0,89259/0,82487)(17,3/7,21)zэ/z=2,55 в сравнении с равновитковой (х=0) обмоткой; по сравнению с m′=6-зонной обмоткой при 2р=22, z=84 и q=z/6p=14/11, yк=3, Коб=0,9016, σд%=11,1, m′=3-зонная обмотка имеет пониженное σд% в 11,1/7,21=1,40 раза и проще в изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) групп.

Подобным образом по фиг.5...8 для 2р=26: Kоб=(23,01558-x0,0081)/(28-4x), R2д=(96-36x+42x2)/28 и при xопт=0,43-Коб=0,87550, σд%мин=10,39 (для zэ=3(N-4х)=3·26,28=78,84), а при х=0-σд%=19,96, т.е. σд% обмотки по фиг.5 снижается в 19,96/10,39=1.92 раза из-за устранения гармонической МДС ν=1/13; Кэф=1,92.

Применение предлагаемой обмотки на статоре АД позволяет снижать добавочные потери в стали и моменты от гармонических поля, улучшать виброакустические характеристики, повышать КПД и cosϕ1, а в синхронных маломощных генераторах улучшает форму кривой выходного напряжения.

Похожие патенты RU2328805C2

название год авторы номер документа
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=90·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328807C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=105·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328803C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=81·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328811C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=98·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328804C2
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=87·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328806C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=111·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2335065C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=22·c ПОЛЮСАХ В В z=72·c И z=78·c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328809C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=108·c ПАЗАХ ПРИ 2р=22·с И 2р=26·с ПОЛЮСАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328802C2
ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА ПРИ 2p=22·c ПОЛЮСАХ В В z=51·c И z=54·c ПАЗАХ 2004
  • Ахунов Турсун Абдалимович
  • Макаров Лев Николаевич
  • Попов Виктор Иванович
  • Петров Юрий Николаевич
RU2328808C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 328 805 C2

Реферат патента 2008 года ТРЕХФАЗНАЯ ДВУХСЛОЙНАЯ ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ОБМОТКА В z=84·c ПАЗАХ ПРИ 2p=22·c И 2p=26·c ПОЛЮСАХ

Использование: электромашиностроение, трехфазные асинхронные и синхронные электрические машины. В изобретении ставится задача снижения коэффициента дифференциального рассеяния σд симметричной m′=3-зонной электромашинной дробной (q=28//11 и 28/13) петлевой обмотки. Сущность изобретения: трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=84·c пазах: 1) при 2р=22 с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p 28/11 выполняется из 3р·с катушечных группе номерами от 1Г до 33Г·с и) группировкой катушек по ряду 3 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2, повторяемому 3·c раза: в первой группировке 1Г...11Г группы трехкатушечные имеют шаги катушек по пазам yпi=6, 4, 2 с числами витков (1-х)wk, (1+x)wk, (i-x)wk, a двухкатушечные Yп-5,3 с wk, (1+x)wk витками при значении х=0,55; 2) при 2р=26·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=28/13 выполняется из 3р·с катушечных групп номерами от 1Г до 39Г с и группировкой катушек по ряду 3 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2, повторяемому 3·с раза: в первой группировке 1Г...13Г группы трехкатушечные имеют шаги катушек по пазам yпi=5, 3, 1 с числами витков (1-х)wk, wk, (1-х)wk, а двухкатушечные - y′пi=4, 2 с (1+х)wk, (1-х)wk витками в 4Г, 10Г, 11Г, yпi=3,3 с (1+x)wk, (1-х)wk витками в 2Г, 3Г, 8Г, 9Г и (1-х) wk, (1+x)wk в 5Г, 6Г, 12Г, 13Г при значении х=0,43, где с=1, 2, 3, ...; 2wk - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой. Указанные распределения неравновитковых катушек повторяются в каждой последующей группировке. 8 ил.

Формула изобретения RU 2 328 805 C2

1. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=84·c пазах при 2р=22·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=28/11, выполняемая из 3р·с катушечных групп с номерами от 1Г до 33Г·с и группировкой катушек по ряду 3 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2, повторяемому 3·с раз, отличающаяся тем, что в первой группировке 1Г...11Г группы трехкатушечные имеют шаги катушек по пазам yпi=6, 4, 2 с числами витков (1-x)wк, (1+x)wк, (1-х)wк, а двухкатушечные - yп=5,3 с wк, (1+x)wк витками при значении х=0,55 и такое распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3, ...; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.2. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=84·c пазах при 2р=26·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=28/13, выполняемая из 3р·с катушечных групп с номерами от 1Г до 39Г·с и группировкой катушек по ряду 3 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2, повторяемому 3·с раз, отличающаяся тем, что в первой группировке 1Г...13Г группы трехкатушечные имеют шаги катушек по пазам yпi=5, 3, 1 с числами витков (1-x)wк, wк, (1-х)wк, а двухкатушечные - y′пi=4, 2 с (1+x)wк, (1-х)wк витками в 4Г, 10Г, 11Г, y′пi=3,3 с (1+x)wк, (1-х)wк витками в 2Г, 3Г, 8Г, 9Г и (1-х)wк, (1+x)wк в 5Г, 6Г, 12Г, 13Г при значении х=0,43 и такое распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3, ...; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2328805C2

ЛИВШИЦ-ГАРИК М., Обмотки машин переменного тока, Пер
с англ
Л: ГЭИ, 1959, с.225
ЭЛЕКТРОМАШИННАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА 1992
  • Попов В.И.
RU2046503C1
RU 2058649 С1, 20.04.1996
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=12/5) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 1994
  • Попов В.И.
  • Петров Ю.Н.
RU2091961C1
US 3348084, 17.10.1967.

RU 2 328 805 C2

Авторы

Ахунов Турсун Абдалимович

Макаров Лев Николаевич

Попов Виктор Иванович

Петров Юрий Николаевич

Даты

2008-07-10Публикация

2004-12-02Подача