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

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может быть использовано, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Целью изобретения является уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции и улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 показаны чередования фазных зон обмотки; на фиг. 2 и 3 - диаграммы ЭДС катушек фазы для полюс- ности и р 1.соответственно; на фиг. 4. - многоугольники МДС для полюс- ности .

Обмотка выполнена с полтюсностью трехфазной, двухслойной в пазах из катушечных групп с ща- гом катушек по пазам у„ 5 и имеет и группировку катушек по ряду

2121211 (повторяется шесть раз). Фазы содержат группы с номерами 1+Зс, 3+Зс, 5+Зс соответственно в первой, второй и третьей фазах, соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где , 1, 2, ..., (2р-1 13). Фазные зоны на фиг. 1 обозначены как А-Х для первой фазы, B-Y - для второй фазы, C-Z - для третьей фазы,, зоны А, В, С соответствуют согласно включенным в фазах сторонам катушеч- ; iibix групп, а зоны X, Y, Z - встречно включенными. На фиг. 2 и 3 окружность разбита на частей (oi 360°/60 6 ) векторам ЭДС приписаны номера пазов для верхнего слоя катушек и вектора ЭДС соседних пазов смещены на углы (в электрических градусах) 7-6°- для (фиг. 2) ио;р 6« - для р 1 (фиг. 3). Из фиг 3 видно, что ЭДС взаимоиндукции фазы (зоны А и X) от поля с полюсностью р 1 (проекции векторов на ось их симмет(/)

сл

tc

i;O

00

ел Р1

pi

3°

о

-fr COS 51° cos 27°)x

JH) &EI -4хАГ 1 (cos

-cos 76 - cos 81

sin (VS/eO) 0,333wj,, Для ут екьше- KiH этой ЭДС катушки обмотки выполне- ны разнонитковыми (фиг 1)„ Принимая витков катутаек первой фазы рав к(1ми: и w витков соответственно в первой и второй катушках для групп I и XVII (пазы 1, 2 и 31, 32); w и X w, витков соответственно в первой и второй катушках для групп XIX и Х((ХХ (najtbi 27, 28 и 57, 58) | x-w ветков для групп X и XJXXI (пазы 14, 15 и 44, 45)5 (2-x)Wjc витков для гэупп IV,, VII, XIII, XVI, XXY, XXVIIl XKXIV, XXXVII (пазы 6 10, 19, 23 36 4D, 49j 53), получаем ftE 4w j. /x к «(cos 3° - cos 81°) -f (2-х) (cos 5l -cos 27) - cos 75 / sin 15°

(1,1428. X - 0,8098)Wi, откуда из условия E, О определяем х 0,7 н (2-х) 1,3« Такое соотношение .чисел витков принимается для всех трех фаз (фиг, 1), при этом число БИТКОВ в каждом пазу равно 2wj,e Номе- fa групп с разновитковыми катушками определяются; рядами; 0,7wn и Еитков соответственно в I и II катушках - для групп 1+7k5 IjOwK и (,7-WK соответственно в I и II ка.тутоi uax - для групп 54-7k; Oj7wj витков,}щя групп 3-i-7k, 133W|5 витков - для 1 рупп 2+7k, 4-b7k, 6-s-7k5 где :,.,., ().

ЭДС фазы и обмоточный коэффициент

(фиг,-2) для полюсности (проек- :щи векторов на ось их симг- етрии) три равн.овитковых катушках () рав ш: Е 4wK(cos З -ь cos Э -)

«- cos

15° + cos 21° i- cos 27°)

sin (ir57/60) 18,4563w. и , 0,92281 при разновитко- йых кат;гшках () E-j - 4 W(/(1 З 9°) -f

15

cos ч- COS 27°) sin 105

i(cos 3 + cos ;+ 0,7(cos 21 i 18,6437w,H Кобг 0,9322.

Многоугольники ВДС (фиг, 4) постро 1ены в соответствии с фиг. 1 по вспо- 1могател ьной треугольной сетке Для .:наружного многоугольника слоям пазов с 0,) laOwK и 153wц витками соот- ;ветству1от 3j5; и 6,5 сторон сет- |ки; для внутреннего многоугольника ; (показан пунктирными линиями) обмот- ки фиг, 1 с равновитковыми катушками Годному слою паза соответствуют две стороны сетки. Фиг 4 позволяет опре ;делять цля наружного многоугольншса

10

fS

20

5

25

.

40

-

45

50

55

R| 6j806 - квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника (точки с номерами от 1 до 60); R (60 0,9322/ 7i;- 6,468816 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; Gj, ( - 1) 100 5,21% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой ее МДС высших и низших гармонических; для внутреннего многоуголь- ншса - ,80; R (60 0,9228/7 й- - 6,339016 и Од 7,27%.

Таким образом, при одинаковом расходе меди предлагаемая обмотка по сравнению с обмоткой по прототипу ; (с равновитковыми катушками), имеет значительно меньшие потери в меди, так как для нее ЭДС взаимоиндукции от поля с полюсностыо р 1 , а также улучшенные электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,9322/0,9288 1,01 раз) и меньший коэффициент дифференциального рассеяния (в 7,27/5,21 1,395 раз).

Предлагаемая обмотка применяется в асинхронных одномашинных преобразо- вателях частоты типа ОПЧС-400 Гц. Ее применение позволяет значительно уменьшить потери в меди от уравни- те.пьных токов (из-за уменьшения ЭДС взаимоиндукции uE,) и потери в стали ( уменьшения высших гармойичес- jcHx ВДС обмотки) и тем самым повысить ЛШД совмещенной электрической машины. IПредлагаемая обмотка может применяться и в других типах совмещенных электри ческих машин с двумя разнополюсными

магнитными полями,

i

Формула изобретения

Трехфазная обмотка для совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей и р 1, выполненная двухслойной с полюсностью в пазах из катзшечных групп с шагом катушек по пазам у„ 5- и их группировкой ПС ряду 2121211, повторяемому шесть-раз, с номерами групп НЗс, 343с, 5+Зс соответственно в первой, второй и третьей фазах, соединенных в каждой фазе поспедова рельно при встречном включении четных групп относительно нечетных, о т л и ч а ю- , щ а я с я тем, что, с целью уменьшения потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции и улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния, числа витков катупюк равны 0,7.w и 1,0w в первой и второй катушках для групп с номерами 1 + 7k; 1,0w и 0,7.w в первой и второй катушках для групп с номерами 5+7k; 0,7w для групп с номерами 3+7k; 1, групп с номерами 2+7k, 4+7k, 6+7k, 7+7k, где , 1, 2, ..., (2p-1); , 1, 2, ..., (p-2); 2w - число витков в пазу.

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе. Цель изобретения - уменьшение потерь в меди - достигается путем снижения ЭДС взаимоиндукции и улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. 4 ил.

Ж

ш Ж HL Ж ш sm jsi: sat пщ zoc

. I-- и-т- .IJ I II | II .. J. Г | J

вх

А I в

2S

4-J-rfL CyAlZ 8

УА

ш

лг

ш

5 5

7 3 П ч 15 П 19 V а гв V гз З/ л 35 37 а 1I W fS St S3 SS S7 59

Фие.1

37

.IJ I II | II .. J. Г | J

4-J-rfL CyAlZ 8

УА

ш

лг

т

/ л 35 37 а 1I W fS St S3 SS S7 59

23

. З

15

5Я

Физ.

39

13

30