СОВМЕЩЕННАЯ ОБМОТКА АСИНРОННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ 2p=4, z=36 Российский патент 2015 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/), 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 равным $$\sqrt{3}$$ , 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=4, числом параллельных ветвей а=1 или а=2 и числом пазов z=36, в которой в двухслойных пазах число витков в два раза меньше, чем число витков в однослойных пазах.

Задача, на решение которой направлено 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=4, числом параллельных ветвей а=1 или а=2 и числом пазов z=36 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=4, с числом пазов z=36 для числа параллельных ветвей а=1 или 2 выполнена с шагом у=1-10, содержит 12 катушек, при этом число m₃ витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m_{тр}/m_3=\sqrt{3}$$ .

Схема обмотки в стандартных обозначениях для а=2 представлена на фиг.1. Схема обмотки в стандартных обозначениях для а=1 представлена на фиг.2.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что схема совмещенной обмотки электрической машины с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=4, числом параллельных ветвей а=1 или 2, и числом пазов z=36 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 поясняющим сущность заявленного технического решения фиг.1-2. 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=4, числом параллельных ветвей а=1 или 2 и числом пазов z=36, 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 электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками. Совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=4 с числом пазов z=36 для числа параллельных ветвей а=1 или 2 выполнена с шагом у=1-10 и содержит 12 катушек, при этом число m₃ витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m_{тр}/m_3=\sqrt{3}$$ . Техническим результатом является увеличение удельной мощности, снижение материалоемкости, уровня шумов и вибраций машины. 2 ил.

Совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=4, с числом пазов z=36 для числа параллельных ветвей а=1 или 2 выполнена с шагом у=1-10, содержит 12 катушек, при этом число m₃ витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m_{тр}/m_3=\sqrt{3}$$ .