Трехфазная обмотка совмещенной электрической 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 использоваться, например ,в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

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

обмотки с полюсностью р 1, а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и уменьшения дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 изображена схема обмотки; на фиг. 2 - чередования ее фазных зон;, на фиг, 3 и 4 - диаграммы ЭДС катушек фазы для полюсности р 5 (фиг, 3) и

р 1 (фиг. 4); на фиг. 5 - многоугольник НДС обмотки для р 5.

Обмотка (фиг. 1) выполнена трехфазной двухслойной с полюсностью р 5 в г z 36 пазах из 6р 30 катушечных групп с номерами от 1Г до ЗОГ (с номерами для первой фазы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, 13Г, 16Г, 19Г, 22Г, 25Г, 28Г - на фиг. 1) ;с шагом катушек по пазам уп JQ 3, имеет q z(6p 6)5 и руппи- ровку катушечных групп по ряду 21111 (повторяется шесть раз). Фазы содержат группы с номерами 1+3k в первой фазе, 3+3k во второй фазе, 5+3k в J5 третьей фазе, где k 0,1 ,2, „..,(2р-1 9), соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных. Начала фаз обозначены как А, В, С, и 20 на фиг о 1 фазы соединены в звезду (обмотка допускает и соединение фаз в треугольник) , Фазные зоны обмотки обозначены как А-Х, B-Y, C-Z и их чередование показано на фиг. 2, где 25 цифрами от 1 до 36 пронумерованы пазы обмотки о Векторами ЭДС на фиг.З и 4 приписаны номера пазов для верхнего слоя катушек и окружность разбита на z - 36 частей Ы 360/36 10°). 30 Из фиг. 4 видно, что ЭДС взаимоиндукции в фазе обмотки от поля с полюсностью р 1 при равновитковых катушках (проекции векторов ЭДС катушек на ось симметрии) равна: ДЕ i 4-w (cos 5 + cos 75° - cos 35 ) sin x x(ff-3/2-18) 0,451 WK, где 2 Wk- число витков в пазу, - полюсное деление для полюсности р 1. Для уменьшения этой ЭДС катушки об- до мотки выполнены разновитковыми (см. фиг. 2). Принимая для катушек первой фазы числа витков: X-WK - для групп 1Г и 4Г, wk - для групп 7Г, ЮГ, 22Г,

к 35

11,1696-wkn обмоточный коэффициент равен Ко6. E5/12.wK 11,1696/12 0,931.

Многоугольник МДС обмотки (фиг.5) построен в соответствии с фиг ,2с использованием вспомогательной треугольной сетки: слоям паза с 0,75-w , 1,0-wk, 1,25 WK витками соответствуют для наружного многоугольника соответственно 3,0;,4,0; 5,0 сторон сетки. По фиг. 5 определяются: для обмотки фиг. 1, 2 - R 4,875 - средний радиус пазовых точек (точки с номерами от 1 до 36); R (36-0,0,931/5 TT) 4,55265 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; 6g (Rg/R) 2 - 1 -100 7,08% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий уровень содержания высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки: для двухслойной обмотки по прототипу при , , уп 3 и К0/Г5 0,924 - R 5,0; R (36 -0,924/5- if) 4,48445 и б 11,50% (по внутреннему многоугольнику фиг о 2, где одному слою паза соответствуют 2,0 стороны сетки).

Таким образом, предлагаемая обмотка при одинаковом с обмоткой по прототипу расходе меди имеет значительно меньшую ЭДС ДЕ-, (в 0,451/0,0187 24,1 раза) и, следовательно, меньше потери в меди от уравнительных токов, а также лучшие электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,931/0,924 раза) и меньший коэффициент ЬА(В 11,50/7,08 1,62 раза)о

Применение предлагаемой обмотки в совмещенных электрических машинах позволяет улучшить электромагнитные параметры, уменьшить потери в меди (из- за уменьшения уравнительных токов) и

25Г, (2-х)-w к для групп 4Г, 13Г, 19Г, 45 в стали (из-за уменьшения высших гар28Г, получаем: ДЕ 4-wK x-cos 5 + + cos 75° - (2-х)-cos (1Г 3/36) (1,8794-х -4,4282) WK, откуда при ДЕ ,, - 0 получаем х 0,75 и (2-х) 1,25. Такое соотн9шение чисел витков обеспечивает одинаковое число витков во всех пазах и при этом Е1 - 0,0187-wK, т.е. 4Е, уменьшается в 0,451/0,0187 24,1 раза. Аналогичным образом выполнены и две другие фазы.

ЭДС фазы обмотки для полюсности р 5 (см. фиг. 3) получается равной: Е 6 4 Wk(0,75-cos 25° + cos 15° + + 1,25 cos ) sin (tT 3/2-3,6)

50

55

ионических поля обмотки), повысить КПД совмещенной машины.

Формула изобретения

Трехфазная обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей р 5 и р 1, выполненная двухслойной в z 36 пазах из k 36 катушек с шагом по пазам у 3 и 6р 30 катушечных групп с номерами от 1Г до ЗОГ, содержащая группы с номерами 1+3k, 3+3k, 5+3k соответственно в первой, второй,

11,1696-wkn обмоточный коэффициент равен Ко6. E5/12.wK 11,1696/12 0,931.

Многоугольник МДС обмотки (фиг.5) построен в соответствии с фиг ,2с использованием вспомогательной треугольной сетки: слоям паза с 0,75-w , 1,0-wk, 1,25 WK витками соответствуют для наружного многоугольника соответственно 3,0;,4,0; 5,0 сторон сетки. По фиг. 5 определяются: для обмотки фиг. 1, 2 - R 4,875 - средний радиус пазовых точек (точки с номерами от 1 до 36); R (36-0,0,931/5 TT) 4,55265 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; 6g (Rg/R) 2 - 1 -100 7,08% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий уровень содержания высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки: для двухслойной обмотки по прототипу при , , уп 3 и К0/Г5 0,924 - R 5,0; R (36 -0,924/5- if) 4,48445 и б 11,50% (по внутреннему многоугольнику фиг о 2, где одному слою паза соответствуют 2,0 стороны сетки).

Таким образом, предлагаемая обмотка при одинаковом с обмоткой по прототипу расходе меди имеет значительно меньшую ЭДС ДЕ-, (в 0,451/0,0187 24,1 раза) и, следовательно, меньше потери в меди от уравнительных токов, а также лучшие электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,931/0,924 раза) и меньший коэффициент ЬА(В 11,50/7,08 1,62 раза)о

Применение предлагаемой обмотки в совмещенных электрических машинах позволяет улучшить электромагнитные параметры, уменьшить потери в меди (из- за уменьшения уравнительных токов) и

ионических поля обмотки), повысить КПД совмещенной машины.

Формула изобретения

Трехфазная обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей р 5 и р 1, выполненная двухслойной в z 36 пазах из k 36 катушек с шагом по пазам у 3 и 6р 30 катушечных групп с номерами от 1Г до ЗОГ, содержащая группы с номерами 1+3k, 3+3k, 5+3k соответственно в первой, второй,

третьей фазах, соединенных в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных и с выводами зажимов начал и концов фаз от начал групп 1Г, 11Г, 21Г и 28Г, 8Г, 18Г, отличающаяся тем, что, с целью умень- ршения потерь в меди путем снижения ОДС-взаимоиндукции от поля полюсно- стью р 1, а так/ке улучшения элект- оомагнитных параметров путем увели-,, чения обмоточного коэффициента, а также снижения дифференциального рассеяния, группы с номерами 1+Ьс содержат две катушки с числами витков в каждой х WK , а остальные группы содержат одну катушку с числом витков w K для групп с номерами 2+5с, 5+5с и с числом витков (2-x)wK для групп с номерами 3+5с, 4+5с, где k 0,1,2,.., (2р - 1), с 0,1,2,...,р, а значение х 0,7 - 0,8 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 с полюсностью PЪ=1, а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей P=5 и PЪ=1 выполнена двухслойной с полюсностью P=5 в Z=36 пазах из 6P=30 катушечных групп с шагом катушек по пазам Y_п=3 с группировкой катушек по ряду 21111, повторяемому шесть раз. Номера групп 1+3K, 313K, 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=9). Новым является то, что числа витков катушек для катушечных групп с номерами 1+5K, 1+5K±2 относятся как 0,75W_K:1,0W_K:1,25W_K, где 2W_K - число витков в пазу. Трехфазная обмотка применяется в электрических совмещенных машинах переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз. 5 ил.

1Г Ы 7Г ЮГ 13Г Ш Ш 22Г 25Г 28Г,

1 3 5 7 9 11 73 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

яЛ&1МЈ1в

12 19 2633 Фиг.д

Фиг.1

Фиг. г

Я

MjlMl

ФигЛ

2В 33

18

32

23

3D