Трехфазная обмотка якоря совмещенной машины Советский патент 1990 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 применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Целью изобретения является уменьшение потерь в меди обмотки путем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля

с полюсностью р 1, а также улуч- „ шение электромагнитных параметров путем увеличения обцоточного 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 р 7 (фиг. 2) и р 1 (Ьиг.З);

на фиг. 4 - многоугольник МДС обмотки для полюсности р 7.

Обмотка выполнена с полюсностыо р 7 двухслойной (фиг. 1), трехфазной в z 48 пазах из 6р 42 катушечных групп с номерами от 1Г до 42Г с шагом катушек по пазам уп 4, имеет q z()7 и группировку катушечных групп по ряду 2111111 (повторяется шесть раз). Фазы содержат группы с номерами 1+3k, 3+3k, 5+3k соответственно в первой - третьей фазах (группы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, 13Г, 16Г, 19Г, 22Г, 25Г, 28Г, 31Г, 34Г, 37Г, 40Г в первой фазе - на фиг. 1), где k 0,1,2,...,(). В каждой фазе группы соединены последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных. Фазы зоны обмотки обозначены как в первой фазе, B-Y во второй фазе, C-Z в третьей фазе и их чередование показано на фиг. 1,

10

xsin (F-4-7/48) 14,8859 WK, где 48/14 - полюсное деление для р 7; обмоточный коэффициент обмотки К 06-7 Е7/16 wk 0,9304.

Аналогичным образом выполнены и две другие фазы, номера групп которых чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в десять групп для фазы второй и в двадцать групп для фазы третьей. Катушечным группам с номерами 1+7k соответствуют катуики с 0, витками, группам с номерами 1+7k±2 - катушки с WK вит- 15 ками, группам с номерами 1+7k+3 - катушки с 1,3 WK витками.

Многоугольник МДС обмотки (наружный на фиг. 4) построен в соответствии с фиг. 1 с использованием вспомогательной треугольной сетки: слоям пазов с 0,7 WK; 1,0 WH; 1,3 wk витками соответствуют 3,5; 5,0; 6,5 сторон сетки. По фиг. 4 определяются: R

20

4,47625 - квадрат среднего радиуса где цифрами от 1 до 48 пронумерова- 25 пазовых точек многоугольника относи- ны пазы обмотки. Зона А, В, С соот- тельно его центра (точки с номерами ветствуют согласно включенным в фа- 1-48); R (48 -0,9304/7 if) 4,12407- зах сторонам катушечных групп, а зоны квадрат радиуса окружности для основ- X, Y, Z - встречно включенным. Век- ной гармонической МДС; 6« l(Ra/R)

100 8,54% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий уровень содержания высших и низших

торами ЭДС на фиг. 2 и 3 приписаны номера пазов верхнего слоя катушек и окружность разбита на z 48 частей (d 360/48 S0).

Из фиг. 3 видно, что ЭДС взаимоиндукции в фазе обмотки от поля с по- люсностью р 1 при равновитковых катушках равна: 4Е, 4w K(cos 3,75 +

30

гармонических в кривой МДС обмотки. При выполнении обмотки по фиг. 1 с равновитковыми катушками ее элект- ромагнитные параметры равны (см. внутренний многоугольник на фиг. 4, для

+ cos 48,75° - cos 78,75° - cos 26,75) которого одному слою паза соответст- xsin(TT4/2- 24) 0,585 w., где 2w - вуют 2,0 стороны сетки): k0S7 0,9231;

число витков в пазу. - полюс- ... Rq 4,75; R - 4,05917 и Ц- 17,02%.

I. . т

Таким образом, предлагаемая обмотка при одинаковом с обмоткой по прототипу расходе меди, имеет значительно меньшую ЭДС взаимоиндукции (АЕ , 0) от поля с полюсностью р 1 и, еленое деление для р f 1. Для уменьшения ЭДС ЛЕ1 катушки обмотки выполнены разновитковыми (см. фиг. 1). Принимая в катушках первой фазы (зоны А-Х) для групп 1Г и 22Г xwkвитков,

для групп 4Г, 19Г, 25Г, 40Г - (2-x)wK довательно, меньшие потери в меди от

уравнительных токов, а также улучшенные электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,9304/0,9231 раза) и меньший коэффи- 50 циент дифференциального рассеяния (в 17,02/8,54 0,2 раза).

Применение предлагаемой обмотки в совмещенной электрической машине позволяет улучшить электромагнитные

ДЕ, 0. При этом ЭДС фазы для полюс-55 параметры, уменьшить потери в меди ности р 7 (см. фиг. 2) получается (из-за уменьшения уравнительных токов) равной: Е7 4 wk(193 cos 3,75°+ и в стали (из-за уменьшения содерж - + cos 11,25° + cos 18,75°+cos 26,25°) ния высших гармонических МДС), повы,витков, а для остальных групп этой фазы -WK витков, для ЭДС 4Е получаем: ДЕ, cos 3,75°+(cos 48,75°- - cos 78,75°)-(2-х)cos 26,25° xsin (ТГ-4/48) (1э9616 х - 1,3764)-wK, откуда при йЕ , 0 определяем х 0,7 и (2-х)1,3. Такое соотношение чисел витков катушек обеспечивает одинаковое число витков 2wk во всех пазах и

0

xsin (F-4-7/48) 14,8859 WK, где 48/14 - полюсное деление для р 7; обмоточный коэффициент обмотки К 06-7 Е7/16 wk 0,9304.

Аналогичным образом выполнены и две другие фазы, номера групп которых чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в десять групп для фазы второй и в двадцать групп для фазы третьей. Катушечным группам с номерами 1+7k соответствуют катуики с 0, витками, группам с номерами 1+7k±2 - катушки с WK вит- 5 ками, группам с номерами 1+7k+3 - катушки с 1,3 WK витками.

Многоугольник МДС обмотки (наружный на фиг. 4) построен в соответствии с фиг. 1 с использованием вспомогательной треугольной сетки: слоям пазов с 0,7 WK; 1,0 WH; 1,3 wk витками соответствуют 3,5; 5,0; 6,5 сторон сетки. По фиг. 4 определяются: R

0

гармонических в кривой МДС обмотки. При выполнении обмотки по фиг. 1 с равновитковыми катушками ее элект- ромагнитные параметры равны (см. внутRq 4,75; R - 4,05917 и Ц- 17,02%.

т

Таким образом, предлагаемая обмотка при одинаковом с обмоткой по прототипу расходе меди, имеет значительно меньшую ЭДС взаимоиндукции (АЕ , 0) от поля с полюсностью р 1 и, елесить КПД совмещенной электрической машины.

Формула изобретения

1 Трехфазная обмотка якоря совмещенной машины с числами пар полюсов полей р 7 и р 1, выполненная двухслойной в z 48 пазах из k 48 катушек с шагом по пазам уп 4 и 6р 42 катушечных групп с номерами от 1Г до 42Г, содержащая группы с номерами 1+3k, 3+3k, 5+3k соответственно в первой, второй, третьей фазах, соеди- ненных в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных и с выводами зажимов начал и концов фаз от начал групп 1Г, 15Г, 29Г и 40Г, 12Г, 26Г,

отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь в меди путем- снижения ЭДС взаимоиндукции от поля обмотки с полюсностью рг 1, а также улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния, группы с номерами 1+7с содержат две катушки с числами витков в каждой x-w, а остальные группы содержат одну катушку с числом витков WK для групп с номерами 2+7с, 3+7с, 6+7с, 7+7с и (2-x)-wk для групп с номерами 4+7с, 5+7с, где k 0,1,2...,(2р-1), с 0,1,2,.;., (р-2), а значение х 0,65-0,75 и выбирается из условия получения целого числа витков х WK при числе витков в пазу равном 2 wk.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля обмотки с полюсностью PЪ=1, а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Трехфазная обмотка якоря совмещенной машины с числами пар полюсов полей P=7 и PЪ=1 выполнена с полюсностью P=7, двухслойной в Z=48 пазах из 6P=42 катушечных групп с шагом катушек по пазам Y_п=4 и с группировкой катушечных групп по ряду 2111111, повторяемому шесть раз. Фазы содержат группы с номерами 1+3K, 3+3K, 5+3K соответственно в первой, второй, третьей фазах, соединенных в каждой фазе последовательно при встречном включении четных катушечных групп относительно нечетных, где K=0, 1, 2, ... (2P-1). Новым является то, что катушки содержат 0,7^.W_K витков - для групп с номерами 1+7K, 1,0W_K витков - для групп с номерами 1+7K±1 и 1+7K±2, 1,3^.W_K витков для групп с номерами 1+7K±3, где 2W_K - число витков в пазу. Обмотка применяется для электрических машин переменного тока совмещенного типа с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например, для одномашинных преобразователей частоты и числа фаз. 4 ил.

1Г Г 7Г fOr Ш Ш 9Г 22Г 25Г 28Г Ж 34Г J7f Wf 1 I S 9 П 13 15 17 19 21 23 25 27 23 J/ . JS 37 J9 41 3 45 47

ЈE

Ж

ЈЁ

48

& ч

Јfe

yj cw

36