Трехфазная якорная обмотка для совмещенной машины Советский патент 1990 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин1 переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Целью изобретения является умень- Ьление потерь в меди путем снижения

ЭДС взаимоиндукции от поля с полюсностью р 1, а также улучшение элект- ромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и уменьшения дифференциального рассеяния. На фиг. 1 показаны чередования фазных зон обмотки; на фиг. 2 и 3 - диаграммы ЭДС катушек фаз для полюс- ности р 7 (фиг. 2) и р 1 (фиг.З);

315

на Лиг. 4 - многоугольник МДС обмотки для полгосности р 7,,

Обмотка выполнена двухслойной (фиг. 1) с полюсностъю р 7, трехфазной в z 60 пазах из 6р - 42 катушечных групп с номерами от 1Г до 42Г с шагом катушек по пазам yft1 5, имеет q z/6p 10/7 и группировку катушечных групп по ряду 21 21 21 (в шесть повторений). Фазы содержат ,группы с номерами 1 + 3k, 3 + 3k, 5 + 3k соответственно в первой-треть ей фазах (группы 1Г, 4ГЭ 7Г, ЮГ, 13Г, 16Г, 19Г, 22Г, 25Г, 28Г, 31Г, 34Г, 37Г, 40Г в первой фазе - на фиг. 1), соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечет

где k О, 1, 2,

(2р-1 13) „20

ных.

Фазы обмотки можно соединять как в звезду, так и в треугольник. Фазные зоны обозначены как А и X в первой фазе, В и Y во второй фазе, С и Z в третьей фазе - на фиг. 1, где циф- 25 рами от 1 до 60 пронумерованы пазы обмотки. Зоны А, В, С соответствуют согласно включенным в фазах сторонам катушечных групп, а зоны X, Y, Z - встречно включенным (зоны А и X для первой фазы на фиг. 2 и 3). Векторам ЭДС на фиг. 2 и 3 приписаны номера пазов для верхнего слоя катушек и окружность разбита на z 60 частей

30

35

U 360°/60 6°).

Из фиг. 3 видно, что ЭДС взаимоиндукции в фазе обмотки от поля с р 1 при равновитковых катушках равна (проекции векторов на ось симметрии) : 4Е, 4wK(cos3° + cos51° - - cos75° - cos81° - cos27°) sin(TT5/2 30) 0,333wK, где 2w K - число витков в пазу, 60/2 30 - полюсное деление для р - 1, Для умень3 + 7k - 0,85wKвитков; для групп с номерами 6 + 7k , 7 + 7k - 1,15w,k витков, где , 1, 2, ..., (р-2 5).

Многоугольник МДС обмотки (фиг.4) построен по фиг. 1 с использованием вспомогательной треугольной сетки: слоям пазов с 0,85w,, 1,OwK, 1,15wK витками соответствуют 2,5; 3,0; 3,5 сторон сетки. Для обмотки фиг.1 по фиг. 4 (наружный многоугольник) определяются: Ri 60,6/9 - квадрат среднего радиуса разовых точек многоугольника относительно его центра (точки 1-60); R2 (,9244/7 П)2 6,361016 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; 6, - 1ХМОО 5,853% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки. При выполнении обмотки по фиг. 1 с равно- витковыми катушками ее электромагнитные параметры равны (см„внутренний многоугольник на фиг. 4, где слою паза соответствуют 2,0 стороны сетки): К0гп 0,9228; R2, 6,80; R2

шения этой ЭДС катушки обмотки выпол-45 6,339015 и Ьо 7,272%.

нены разновитковыми (см.фиг. 1). При- , Таким образом, предлагаемая обмотнимая в первой фазе для групп 1ОГ и

31Г число витков катушек XWR, для

групп 7Г, 13Г, 28Г, 34Г ()wK, a

для остальных групп фазы w к, полука имеет значительно меньшую ЭДС взаимоиндукции ( 4Е .,0) от поля с полюсностью р

и, следовательно,

чаем: ДЕ-, 4w хсозЗ °-ч- cos5 1° - cos75- - cos81° - (2-х) -cos27° sin(tr 5/60)- (1,88964x - 1,56795)wk, откуда при ЛЕ, 0 определяем х 0,85 и 2-х 1,15. При таком соотношении чисел витков ЭДС фазы для полгосности получается равной (проекции векторов на ось симметрии на фиг. 2) Е 4w(1,15cos9 + cos3 ° + cos15D +

50

55

меньшие потери в меди от уравнительных токов, а также лучшие электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,9244/0,922 раза) и меньший коэффициент дифференциального рассеяния 6п(в 7,272/ /5,853 1,24 раза). ,

Применение предлагаемой обмотки в совмещенной электрической машине позволяет улучшать электромагнитные

+ cos27°-t- 0,,85cos210).sinCf5 -7/2 30) 18,4876wK и- обмоточный коэффициент равен К0б-т E /2Ch«T - 18,4876/20 0,9244.

Аналогичным образом выполняются и две другие фазы, номера групп которых чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в четырнадцать групп для фазы второй и в двадцать восемь групп для фазы третьей. Номера групп с разновитковыми катушками определяются для обмотки фиг. 1 рядами: для групп с номерами 1 + 7kf, 2 + 7k , 4 +7k , 5 + 7kr - wk витков; для групп с номерами

3 + 7k - 0,85wKвитков; для групп с номерами 6 + 7k , 7 + 7k - 1,15w,k витков, где , 1, 2, ..., (р-2 5).

Многоугольник МДС обмотки (фиг.4) построен по фиг. 1 с использованием вспомогательной треугольной сетки: слоям пазов с 0,85w,, 1,OwK, 1,15wK витками соответствуют 2,5; 3,0; 3,5 сторон сетки. Для обмотки фиг.1 по фиг. 4 (наружный многоугольник) определяются: Ri 60,6/9 - квадрат среднего радиуса разовых точек многоугольника относительно его центра (точки 1-60); R2 (,9244/7 П)2 6,361016 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; 6, - 1ХМОО 5,853% - коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий процентное содержание высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки. При выполнении обмотки по фиг. 1 с равно- витковыми катушками ее электромагнитные параметры равны (см„внутренний многоугольник на фиг. 4, где слою паза соответствуют 2,0 стороны сетки): К0гп 0,9228; R2, 6,80; R2

ка имеет значительно меньшую ЭДС взаимоиндукции ( 4Е .,0) от поля с полюсностью р

и, следовательно,

меньшие потери в меди от уравнительных токов, а также лучшие электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,9244/0,9228 раза) и меньший коэффициент дифференциального рассеяния 6п(в 7,272/ /5,853 1,24 раза). ,

Применение предлагаемой обмотки в совмещенной электрической машине позволяет улучшать электромагнитные

51

параметры, уменьшать потери в меди (из-за уменьшения уравнительных токов) и в стали (из-за уменьшения содержания высших гармонических МЛС обмотки) , повышать КПД совмещенной электрической машины.

Формула изобретения

Трехфазная яко рная обмотка для совмещенной машины с числами пар полюсов полей р 7 и р 1, выполненная двухслойной в z 60 пазах из k 60 катушек с шагом по пазам у 5 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, соединенных в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных и с выводами за- лсимов начал и колцов фаз от начал

399046

групп 1Г, 15Г, 29Г и 40Г, 12Г, 6Г, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь в меди пуj. тем снижения ЭДС взаимоиндукции в

обмотке от поля с полюсностью р 1, а также улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дшьфе- Ю ренциального рассеяния обмотки, группы с номерами 1 + 7с, 3+7с, 5 + 7й содержат две катушки, а остальные группы содержат одну катушку, причем числа витков катушек равны WK для 15 групп с номерами 1 + 7с, 2 + 7с, 4 + 7с, 5 + 7с, XWK для групп с номерами 3 + 7с (2-x)wK для с номерами 6 + 7с, 1 + 7с, где k О, 1, 2, ..., (2р-1); с 0, 1, 2, ..., 2о (р-2), а значение х 0,8-0,9 и выбирается из условия получения целого числа витков XWK при числе витков в пазу 2wk.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции в обмотке от поля с полюсностью P=1, а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния обмотки. Обмотка для совмещенной машины с числами пар полюсов полей P=7 и PЪ=1 выполнена двухслойной с полюсностью P=7 в Z=60 пазах из 6P=42 катушечных групп с шагом катушек по пазам Y_п=5 и с группировкой катушечных групп по ряду 2121211, повторяемому шесть раз. Фазы содержат группы с номерами 1+3K, 3+3K, 5+3K соответственно в первой, второй, третьей фазах, соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где K=0, 1, 2, ..., (2P-1=13). Для групп с номерами 3+7K катушки содержат 0,85^.W_K витков, для групп с номерами 6+7K и 7+7K - 1,15^.W_K витков, а для всех остальных групп - W_K витков, где K=0, 1, 2, ... (P-2=5) и 2^.W_K - число витков в пазу. Обмотка применяется для электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например в одномашинных преобразователях частоты (50/400 Гц) и числа фаз. 4 ил.

43

17,

M rirr39

Фиг.г

Фиг.з

25

15 4S Л jf П 48

33

1Q

и

Фиг А

,39

за

38

28