Трехфазная электромашинная несимметричная обмотка Советский патент 1988 года по МПК H02K3/28 

2л, J.. 2J. ,J,,J,,J,.2J,,L. 2J. ,L,J.,J,., 2JL.J.

Фиг.1

11

Изобретение относится к обмоткам трехфазных электрических машин переменного тока.

Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления уменьшения несимметрии.

На фиг,1 изображена схема обмотки на фиг.2 - чередование ее фазных зон на фиг.З -. ее диаграмма ЭДС.

Обмотка (,фйг,1) вьтолнена трехфазной 2р 6-полюсной в 24-х пазах (с номерами от П до П24 на фиг.2) из восемнадцати катушек (,с номерами от 1 до 18 на фиг.О с шагом катушек по пазам у 4. Катушка с номерами , б, 9, 12, 15, 18 (где k 1-6) расположены в пазах однослойно своими сторонами, а остальные, катушки - двухслойно. Сдвиг между осями катушек с номерами 2 и. 3, 6 и 7, 8 .и 9, 12 и 13. 14 и 15, 18 и 1 составляет угол 2 si 31/6 радиан,, а между осями остальных катушек - угол d Jf/12 радиан (фиг.1.). В первой фазе включены последовательно катушки с номерами 1,25-45-5, 7, 8,13, 14 ( катушки с номерами 4 и 5 включены встречно по отношению к осталь- ным катушкам), во второй фазе - с но мерами 3,9, 10 15, 16, в третьей фазе - с номерами 6, П., 12, 17, 18. Обмотка может соединяться в звезду или в треугольник (на фиг.1 соединения фаз в звезду) и начала фаз о.боз- начены как С1, С2, СЗ. Стрелками на фиг.1 показаны направления токов при питании обмотки через зажимы С1, С2, СЗ трехфазным током. На фиг.2 показано распределение фазных зон обмотки по апазам, где фазные зоны обозначены как А-Х для фазы С, ВУ - для фазы 02, C-Z для фазы СЗ..

На диаграмме ЭДС (фиг.3),где вектором ЭДС приписаны номера катушек, построены векторы ЭДС катушек (для двухслойных катушек вектор ЭДС вдвое меньше, чем для однослойных катушек) и фаз, .

Для определения векторов ЭДС фаз и углов их сдвига воспользуемся структурной матрицей обмотки (С), показьшающей распределение сторон катушек в пазах по фазным зонам (3). Для структурной матрицы (С ) обмотки фиг.1, построенной по фиг.2, строкам матрицы слева приписаны но

02

мера пазов (i ЗГ1 до li 24) , а столбцам матрицы сверху - обозначения фазных зон (фиг.2).

Вектор ЭДС фазы обмотки определяется по матричному выражению

сДх е, где1е 1, С е .+ j е .|, «

cos (i-l)y+ jsin (i-l)4 i - ТЫЙ злемент матрицы t e 1

единичних пазовых ЭДС; y 2}Tp/Z угол сдвига пазовых ЭДС

в магнитном.поле; t Cjp - структурная матрица фазы,

получаемая из матрицы обмотки Lcl путем вьиитания столбцов зоны с и зоны с (например, tCcp.

-LCmJ -

СС1д- С);

транспортированная матрица фазы. В матрице С

Lci

число витков . двухслойнвк катушек принято к ° нослойных катушек - 2 W) 2. Модуль вектора ЭДС фазы, тангенс угла его сдвига относительно горизонтальной положительной оси ( сов313851904

падающей с пазом 1J и обмоточный . , искоэффицнент фазы определяются выраже-ло проводников фазы, равное сумме

ниями1 3 :модулей элементов матрицы фазы. С

Структурные матриць фаз (транспо-i

---4нированные ) С) (зоны А-Х) , В (зоны

Еф-уЧСс х re) + (Cq,x е 2;R-Y), С (зоны C-Z) , составленные по

матрице обмотки С , эаписьшаются в

( Се )/( )}виде :

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока. Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления, уменьшение несимметрии напряжений. Обмотка вьтолнена с полюсностью р 3 в 24 пазах из пространственно смещенных катушек, соединенных в фазах последовательно. Обмотка содер- жит восемнадцать катушек с шагом по пазам У .. , шесть катушек с номерами 3., расположены в пазах однослойно с числом витков 2W К остальные катушки - двухслойно с числом витков W , где k 1-6. Сдвиг между осями катушек с номерами 2 и 3, 6 и 7, 8 и 9, 12 и 13, 14 и 15, 18 и 1 составляет угол 1Г /6 рад, а между осями остальных катушек - угол 3i/12 рад. В-первой фазе включены катушки с номерами 1,2, -4, -5, 7,8, 13, 14, во второй фазе - с номерами 3, 9, 10, 15, 16,в третьей фазе - с номерами 6,11, 12 17, 18, где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе. 3 ил. о (Q (Л

F

in I П.1 П.2..П5 п6,п9 п10..п13 п14..п17 п18..п21 п 22

1 1-2-22 2 -1-1 11 -1 -П; п1..п4...п8...п12 п13...п16 п17...п20 п21...п24

С-1

п2 п3..п7..п11...п14 п15..п18 п19.п22 п 23

t Sl -1 2 -2

где сверху матриц приписаны, номера пазов.

По структурным матрицам фаз и приведенным матричным выражениям

т

Е

(при 41 2tp/Z 21Г 3/24 ЗГ/8 45 в матри - - определением:

в матрице ё ) для фазы А

е cos О + cos Y-2 cos 4 2 cos 5V + 2 cos 8Y + + 2cos 9Т.- cosl2i1-cos cosl6l: + coslTT - cos 20f- cos 2ГУ + + j(sinO + 2 sin 4 } - 2sin 5 -i- 2sin 8j + 2 sin9y - sin -sin 13f + sin lejfl + sin 17f - sin 20J - sin 21 ) 13,657 +

+ j 5,657;

259,2°; 259,2 E /13, 5,567 14,782;

Hffl

h.4.

if..arctg (5,657/13,657) 22,5° KeS,A « 14,782/16 0,9239 (где N

16 из матрицы Ccq)

Аналогичным образом для фаз В ft С определяем:

Еф.В Се , -12,485 +

+ j 8,485; Е 15,096; Lfg 180

-(8,485/12,485) 145,8°; ЧАВ «

Ч-р- 4 145,8 - 22,5 123,з - угол сдвига фазных ЭДС фаз А и В; 15,096/16 0,9435;

Ё, CCcplJx I ё -2,828 - - J. 14,828; Е 15,096; --f,

/ 180° .+ arctg (14,828/2,828)

1

-2 -1

1

-23;

2 -1-2 1

(при 41 2tp/Z 21Г 3/24 ЗГ/8 45 в матри - - определением:

в матрице ё ) для фазы А

- 145,8 113,4 - угол сдвига фаз- ных ЭДС фаз В и С; 15,096/16 0,9435; Lf 360° . 123,3 - угол сдвига фазных ЭДС фаз С и А; К„ ( -ь 2 К) 0,937 - .обмоточный коэффициент об- мотки.

По фазным ЭДС и углам их сдвигов определяем (jio теореме косинусовj линейные ЭДС: Е 26,295 а;

ftft

Egc 25,235 « b; Е. 26,295 « с. По полученным линейным ЭДС вычисляем параметры несимметрии обмотки (1):

а + b + с 77,825; А

(а

Ъ + с)/6 226,609;

.

В У 3 С (С -2а)(С -2Ь)(С -2с)/б 336,117;

513851

Д Д В

К ()100 (0,702/25,937) 5

100 2,7% - коэффициент несимметрии обмотки.

Аналогичными расчетами для двух слойной обмотки по прототипу 2, (с.25А) с У А получаем: Е, 15,096:,Ц 0 10, - 6,9435; ,в 15,096; Ч.- l24,P;.. 0,9435,- W. 113, Е. - 4,802; 1# 244, К 0,925; tfg 120,34°;; К 0,937; а . 25,335; b Е g 25,937; с . ЕСД .26,67- К„Ее 3,2%.

Таким образом, предлагаемая обмот ка по сравнению с известной обмоткой имеет более простую конструкцию ив 3,2/2,7 раза меньший коэффициент несимметрии.

5

0

5

0

s

906

Формула изобретения Трехфазная электромашинная несимметричная обмотка с полюсностью р«3, выполненная в двадцати четырех пазах из пространственно.смещенных катушек, соединенных в фазах последовательно, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, уменьшения несимметрии, обмотка содержит восемнадцать катушек с шагом по пазам Y 4, шесть катушек с номерами 3k вьтолнены с числом витков 2W, а остальные катушки - с числом витков W, сдвиг между осями катушек с номерами 2 и 3, 6 и 7, В и 9, 12 и 13, 14 и 1-5, 18 и I составляет угол ЗТ/6 рад, а между осями остальных катушек - угол ТГ/12 рад, причем в первой фазе включены катушки с номерами 1,2, -4, -5, 7, 8, 13, 14, во второй фазе- с номерами 3, 9,10, 15, 16, в третьей фазе - с номерами 6, 11, 12, 17, 18, где k 1-6, а знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе.

Фцг.2

Фиг.З