Трехфазная обмотка для электрической машины совмещенного типа Советский патент 1989 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока с двумя разпопогтс. магнитными полями в общем магнитопроводе и

может использоваться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

3

Цель изобретения - упрощение конструкции и изготовления, а также улучшение электромагнитных параметров путем снижения коэ(1нЬициента не- симметрии напряжений фаз.

На фиг. 1 изображена схема пред- ;лагаемой обмотки; на фиг.2 и 3 - чередования фазных зон предлагаемой |И известной трехфазной обмоток со Iответственно; на фиг. 4 диаграм- |ма ЭДС фаз предлагаемой обмотки для |полюсности PJ 6; на фиг. 5 и 6 мно |гоугольники МДС предпагаемой и из- вестной двухслойной обмоток соответ |Ственно.

; Обмотка (фиг. 1) выполнена трех- Iфазной несимметричной с полюсностью р 6 в пазах с номерами 1 до :48 (при q 48/36 4/3) из Зр 18 катушечных групп (с номерами от 1г ;До 18г)о Фазы содержат группы Ir, :4г, 7г, Юг, 13г и 16г в первой фа- 36, 2г, 5г, 8г, 11г, 14г и 17г во ;второй фазе, Зг, 6г, 9г, 12г, 15г и 18г в третьей фазе, включенные в каждой фазе последовательно-согласно; начала фаз обозначены как С1, С2, СЗ и на фиг. 1 фазы соединены в звездуо Каждая группа первой фа зы содержит две концентрические ка тушки с шагами по пазам у 5 и 3 и оси этих групп смещены относитель ; но друг друга на угол 8 oi, гдео 360°/z 7,5° (для полюсности р 6 этот угол равен . 360 эл.град)о Каждая из двух других фаз содержит три малые групп с однослойной катушкой в каждой и три большие группы с однослойной и двухслойной катушками в каждой с шагами по пазам у, 4 и эти группы смещены симметрично по обе стороны от каждой грзшпы первой фазы на углы: +2,5(i для осей малых групп относительно осей нечетных групп певой фазы; на угол +2,5о(,дпя осей однослойной катушки и угол +3,5об для осей двухслойной катушси больши групп относительно осей четных груп первой фазыо Для групп первой фазы внутренняя катушка нечетных rpynit и наружная катушка четньос групп выполнены однослойными с числами вит-

ков соответственно 2w j и Wj (пазы с номерами 9,14,25,30,41 и 46, содержащие стороны наружной одрослой- ной катушки четных групп первой фазы, запапнены наполовину; на фиг, 2

Q 5

0 5 0 0 5

0

194

эти пазы заштрихованы), а псе остальные катушки этих rpjrrn выполнены двухслойными и содержат w витков. Для групп двух друпк (раз однослойные катузнки содержат .витков, а двухслойные - w витков, . На фиг. 1 стрелки показывают направления трехфазного тока при питании обмотки, через зажимтз d, С2, СЗ (р 6) и ям соответствуют чередования фазных зон на фиг, 2, где (и на фиг« 3) зоны обозначены как A-Z B-X-C-Y токи фазных зон изобра- жеШ) векторами в центре фиг. 5 и 6.

На диаграмме ЭДС обмотки фиг, 1 для полюсности р„ 6 (фиг. 4) оси катушечных -: групп первой фазы (А) смещены на углы 8 87,5-6 360 эл.град, ЭДС фазы совпада- , ет с линией ОА и равна Ед 6 sin( ir5/8) + 9sin( n-3/8) 15-0,9239 13,8582, где у 5 и 3 при полюс- ном делении 48/1204,, Для двух других фаз (в и С) оси однослойных катушек смещены относительно оси фазы А на углыi(х .т(У р 2557,56 112,5 эл.град (оси линий 05 и 03 ), а оси двухслойных катзтаек - на углы ±(i+ oi) +(112,5° + 7,5-6) 157,5 эл.град (оси линий 05 и 03 ), ЭДС фаз В и С совпадают соответственно с линиями ОБ и ОС и равны (при у 4); Eg ЕС л - 2 12Осоз(180 -cij 14,2798, где 180° -ot 180° - 7, 135 По теореме синусов получают Eg/ /sin13 3/sin Хи 8,54 эл.град. Таким образом, фазные ЭДС обмотки фиг. 1 равны а 13,,8582,. Ъ с 14,2798, а углы между ними равны .Ч Ай Ч йс 112,5 + 8,54° - 121,04° иц)5 ЗбО - 2.121,04 117,92°. Об готочный коэффициент (среднее значение) равен (13,8582+2-14,2798)/ /3-15 0,9426 (использовано 45 tia- зов из 48), а средний шаг катушек по пазам равен (5-6+3-9+4 15 2)/45 177/45 3,933. По фиг, 4 линейные ЭДС обмотки равны; а Еде, Ь

Е

Си

8582 + 14,27982 - 213,8582«

Го

х14,2798 С08 121,04 24,4958; с

Е 0с 14,2798 - 2(1 cos 117,92)

24 4701 , Коэффицв:ент несимметрии К линейных напря :ений обмотки

фиг. 1 определяется как: S а + b + + с 73,4617; А (а2 + Ь2 + с2)/6

299,8124; В -J 3S(S - 2а) (S - 2Ь) (S - 2с7/6 299,8121; D л|А+в .

24,4872; Е 0,01732; Кцес (E/D)100 (0,0,1732/24,4872)-100 0,0707%.

Для известной двухслойной обмот- 4 при р 6, Z 48, УП 4

ки

и чередовании фазных зон по ряду 211112121 (фиг, 3) аналогичными расчетами получают: фазные ЭДС - а Ь 15,0958; с 14,7821; 113,4°; срвс 123,3°; К. (15,0958-2 + 14,7821)73 16 0,9369; линейные ЭДС равны: а 25,2344; Ъ с 26,2949; S 77,8242; А 336,6031; В 336,1098; D Ч 25,9367; Е 0,7024 и К, 2,708%.

Таким образом, предлагаемая обмотка значительно проще конструктивно и в изготовлении, чем известная 4J, имеет лучшие электромагнитные параметры: значительно меньший коэффициент несимметрии линейных напряжений и более высокий обмоточный коэффициент (в 0,9426/0,9369 раза) при меньшем среднем шаге катзгшек по пазам (в 4/3,933 раза).

На фиг, 5 и b при построении многоугольников МДС (по фиг, 2 и 3) использована вспомогательная треугольная сетка З, сторона которой принята за 0,5 единиц, где цифрами от 1 до 48 отмечены пазовые точки многоугольников. По фиг. 5 определяется коэффициент дифференциального рассе- , яния С д предлагаемой обмотки (фиг.О, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее 1-ЩС высших и низших гармонических

Z

циёнт диффереш ия тыюго рлссеян С}д по сравнешпо с извест1 ой об кой 4.

При использовании предлагаем обмотки в совмещенньтх: электр гче маишнах с числами пар полюсов п например , 1/6, в ее фазах не наводятся ЭДС взаимоиндукции

10 ПОЛЯ с полюсностью р 1, т.е.

она не имеет взаимоиндуктг-шной с этим полем.

Предлагаемая обмотка использ в одномашинных преобразователях

15 тоты асинхронного тшта, д,1тя кот статор имеет 48 пазов. Такой пр разователь содержит на статоре д раздельные трехфазные обмотки - гательнзгю с полюсностью р, 1 и

20

генераторную с полюсностью р

а на роторе с контактными кольца одну фазную обмотку совмещенного типа 2. Применение предлагаемо обмотки позволяет упростить конс

25 цию статора и его изготовление; уменьшить расход пазовой изоляци на статоре; повысить степень исп зования меди статора и улучшить ромагнитные параметры Maimffliii из-

30 уменьшения степени несимметрин н пряженной обмотки.

Предлагаемая обмотка может пр меняться также и в других типах мещенных электрических машз1Н с д

35 мя разнополюсными магнитными пол в общем магнитопроводе.

Формула изобретен

40

RO -2Ll 5,8125 - квадрат а 2

среднего радиуса пазовых точек.; (i 1-48); R2 (z K.)

Трехфазная обмотка для электр ческой машины совмещенного типа числами пар полюсов , выпол ная в 48 пазах с номерами от 1 д 48 из 18 катушечных групп с номе 45 ми от 1 г до 18г, содержащая групп с номерами 1+3k в первой фазе, 2 во второй фазе, 3+3k в третьей ф соединенные в каждой фазе послед тельно-согласно с вьтодами фаз и

(45-0,9426/67)2 5,-06381 - квад- дд начал групп 1г, 2г и Зг и концов рат радиуса окружности для основной гармонической. МДС; б д л U flOO 14,785%. Аналогичным образом, для известной трехфазной двухслойной обмотки Г4 по фиг. 6 определяются: R| 6,5; R2 (480,9369/ /6 )2 5,692024 и б д 14,19%. Таким образом, предлагаемая обмотка имеет незначительно больший коэффи-

групп 1бг, 17г и 18г, отлич ющаяся тем, что, с целью уп щения конструкции и изготовления а также улучшения электромагнитны 55 параметров путем cнижeн iя коэффиц ента несимметрии напряжений фаз, группы 1г, 4г, 7г, Юг, 13г и 1бг содержат две концентрячсские кату

ки с шагами по пазам у.

5 и 3,

циёнт диффереш ия тыюго рлссеяния С}д по сравнешпо с извест1 ой обмот- кой 4.

При использовании предлагаемой обмотки в совмещенньтх: электр гческгсс маишнах с числами пар полюсов полей, например , 1/6, в ее фазах не наводятся ЭДС взаимоиндукции от

ПОЛЯ с полюсностью р 1, т.е.

она не имеет взаимоиндуктг-шной связи с этим полем.

Предлагаемая обмотка используется в одномашинных преобразователях частоты асинхронного тшта, д,1тя которых статор имеет 48 пазов. Такой преобразователь содержит на статоре две раздельные трехфазные обмотки - двн гательнзгю с полюсностью р, 1 и

20

генераторную с полюсностью р 6,

а на роторе с контактными кольцами - одну фазную обмотку совмещенного типа 2. Применение предлагаемой обмотки позволяет упростить конструк25 цию статора и его изготовление; уменьшить расход пазовой изоляции на статоре; повысить степень использования меди статора и улучшить элекромагнитные параметры Maimffliii из-за

30 уменьшения степени несимметрин напряженной обмотки.

Предлагаемая обмотка может применяться также и в других типах совмещенных электрических машз1Н с дву35 мя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе.

Формула изобретения

40

Трехфазная обмотка для электрической машины совмещенного типа с числами пар полюсов , выполненная в 48 пазах с номерами от 1 до 48 из 18 катушечных групп с номера- 45 ми от 1 г до 18г, содержащая группы с номерами 1+3k в первой фазе, 24-3k во второй фазе, 3+3k в третьей фазе, соединенные в каждой фазе последовательно-согласно с вьтодами фаз из

дд начал групп 1г, 2г и Зг и концов

дд начал групп 1г, 2г и Зг и концов

групп 1бг, 17г и 18г, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и изготовления, а также улучшения электромагнитных 55 параметров путем cнижeн iя коэффициента несимметрии напряжений фаз, группы 1г, 4г, 7г, Юг, 13г и 1бг содержат две концентрячсские катушначал групп 1г, 2г и Зг и концов

ки с шагами по пазам у.

5 и 3,

группы 2г, 6г, 8г, 12г, 14г и 18г содержат одну катушку с тагом по пл- зам Ур , л группы Зг, 5 г, 9г, 11 г, 15г и 17г содержат две равношаговые катушки с тагом по пазам у А, катушки групп 1г-6г содержат соответ- |ственно числа витков w п 2w, 2w, w и 2W|j. W|f и WK , 2w и W|, 2W|( них | 1ачальные стороны уложены соответст-

венно в пазы с номерами 1 и 2, 4,6 и 7,9 и 10,12, и 13,15, причем указанные числа витков и укладка кату- тек повторяются для группы 7г-12г со Смещением пазов ка 16 номеров, а д.пя грутт 13г-18г - со смещением пазов на 32 номера, где р 1 или k 0,1,2,..., (р - ).

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение конструкции обмотки и изготовления, а также улучшение электромагнитных параметров путем уменьшения коэффициента несимметрии линейных напряжений обмотки. Обмотка для электрической машины совмещенного типа с числами пар полюсов полей P ₁ P ₂ выполнена с полюсностью P ₂ = 6 в Z = 48 пазах из 3 _P2 = 18 катушечных групп с номерами 1 + 3 K в первой фазе, 2 + 3 K во второй фазе и 3 + 3 K в третьей фазе, включенных в каждой фазе последовательно согласно,где K = 0, 1, 2 ... (P ₂-1=5). Для первой фазы каждая группа содержит две концентрические катушки с шагами по пазам Y _п = 5 и 3 и оси этих групп смещены относительно друг от друга на угол 8 Α. Для каждой из двух других фаз три малые группы содержат однослойную катушку и три большие группы - однослойную и двухслойную катушки с с шагами по пазами Y _п = 4. Эти группы смещены симметрично по обе стороны от каждой группы первой фазы: на угол 2,5 Α для осей малых групп относительно осей нечетных групп первой фазы

на угол 2,5 Α относительной осей однослойной катушки и угол 3,5 Α для осей двухслойной катушки больших групп относительно осей четных групп первой фазы, где Α = 360 ° / Z = 7,5 °. Для групп первой фазы однослойнае внутренняя катушка нечетных групп и наружная катушка четных групп содержат соответственно 2 W _к и W _K витков и все остальные двухслойные катушки этих групп - W _K витков. Для групп двух других фаз однослойные катушки содержат 3 W _K витков и двухслойные катушки - W _K витков. Пазы с номерами 9, 14, 25, 30, 41, 46 содержат W _K витков и заполнены обмоткой наполовину. 6 ил.

19г fr ZrJr 1r Sr Sr Tr вг Sr Юг JJ Zr I3r 15r Sr fr

ir 5ce::iefct: cse tt : ::;

ft;.

Фи

Фив.З

ut.l

32 if 9 фие.6

33