СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ 2р=2, z=18 Российский патент 2014 года по МПК H02K17/14 H02K3/28 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Известно, что форма кривой магнитного поля обмотки в рабочем зазоре классических (стандартных) электрических машин имеет «негладкий», ступенчатый характер, отличный от синусоиды. Это приводит к модулированию МДС и снижению тягового усилия ротора машины, нежелательным акустическим шумам и вибрациям [1] что является известным недостатком. Поэтому изготовители стремятся указанную кривую приблизить к синусоиде различными способами [2, 3].

Известен принцип формирования обмоток энергоэффективных электрических машин с шестифазными так называемыми совмещенными обмотками (RU 109934 U1, опубл. 27.10.2011, и RU 113090 U1, опубл. 27.01.2012). К ним относятся серийно выпускаемые высокомоментные асинхронные двигатели серии АДЭМ (промобразец, http://www.uralelectro.ru/), некомбинированная совмещенная обмотка статора которых выбрана в качестве прототипа предложенного технического решения. Эта обмотка позволяет эффективно подавить высшие нечетные гармоники МДС и состоит из пространственно-совмещенной композиции двух трехфазных взаимозависимых частей (обмоток), собранных одна в звезду, другая в треугольник, при соотношении чисел витков треугольника и звезды, равном $$\sqrt{3}$$ , при этом на каждую фазу приходится равное число пазов, катушки различных фаз уложены в разные пазы так, что результирующие векторы индукции магнитного потока каждой из двух соседних фаз образует между собой угол в 30 эл. градусов, нечетные фазы соединены в звезду, а четные - в треугольник, или наоборот, а выводы их фаз соединены между собой и образуют точки их подключения. Совмещение магнитных полей звезды и треугольника приближает к синусоиде форму кривой вращающегося магнитного поля в рабочем воздушном зазоре, за счет чего улучшаются энергетические характеристики машины, понижаются материалоемкость, уровень шумов и вибраций.

Неизвестна схема комбинированной совмещенной обмотки электрической машины с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1 и числом пазов z=18, в которой в двухслойных пазах число витков в два раза меньше, чем число витков в однослойных пазах.

Задача, на решение которой направлена заявляемое решение, заключается в технической реализации ранее не применяемой в электромашиностроении комбинированной совмещенной обмотки в машине с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1, и числом пазов z=18 с целью получения технического результата в виде увеличения ее удельной мощности, снижения материалоемкости, уровня шумов и вибраций.

Указанный технический результат достигается тем, что совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=2, с числом пазов z=18 для числа параллельных ветвей а=1, выполнена с шагом у=1-10 содержит 6 катушек, при этом число m_з витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m{}_{тр}/m{}_{з}=\sqrt{3}.$$

Схема обмотки в стандартных обозначениях для a=1 представлена на фиг.1.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что схема совмещенной обмотки электрической машины с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1, и числом пазов z=18 выполнена комбинированной, включает полюсные катушки, которые состоят из двух равных по числу секций отдельных групп, при этом четные группы соединены в звезду/ нечетные - в треугольник или, наоборот, четные - в треугольник, нечетные - в звезду, а выводы одноименных фаз звезды и треугольника соединены между собой и образуют точки подключения фаз согласно поясняющего сущность заявленного технического решения чертежа на фиг.1. В отличие от аналогов и прототипа в указанных обмотках в двухслойных пазах число витков в два раза меньше, чем число витков в однослойных пазах.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи для электрической машины с совмещенной комбинированной обмоткой с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1 и числом пазов z=18, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо.

Источники информации

1. Проектирование электрических машин. Под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980.

2. А.В. Барков, Н.А. Баркова. Интеллектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации. Труды петербургского энергетического института повышения квалификации Минтопэнерго РФ и Института вибраций США, вып., 9, С-Пб, 1999 г.

3. А.В. Иванов-Смоленский. Электрические машины, том 1, М.: изд. дом МЭИ, 2006 г.

Изобретение относится к области электротехники и электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками. Предлагаемая совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=2, с числом пазов z=18 для числа параллельных ветвей а=1 выполнена с шагом у=1-10 и 6 содержит катушек, при этом число m_з витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m{}_{тр}/m{}_{з}=\sqrt{3}.$$ Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в увеличении удельной мощности асинхронных машин при одновременном обеспечении снижения их материалоемкости, уровня шумов и вибраций. 1 ил.

Совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=2 с числом пазов z=18 для числа параллельных ветвей а=1 выполнена с шагом y=1-10 содержит 6 катушек, при этом число m_з витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m{}_{тр}/m{}_{з}=\sqrt{3}.$$