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

Цзобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнито- проводе 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 улучшение электромагнитных параметров путем уменьшения дифференциального рассеяния.

10

15

На фиг. 1 показаны чередования фазных зон обмотки; на фиг. 2 и 3 - диаграммы ЭДС катушек фазы для полюс- ности (фиг. 2) и р 1 (фиг.З); на фиг. 4 - многоугольник МДС обмотки для полюсности .

Обмотка выполнена с полюсностью двухслойной (фиг.1), трехфазной пазах из катушечных групп с номерами от 1Г до ЗОГ/и с шагом катушек по пазам , имеет и группировку катушечных групп по ряду 22221, повторяемоу шесть раз. Фазы содержат группы с номерами 1+3k, 3+3k3 5+3k соответственно в первой-третьей фазах (группы 1Г, 4Г, 7Г, ЮГ, 13Г, 16Г, 19Г8 22Г 25Г, 28Г в первой фазе - на фиг.1)э соединенных в каждой фазе последова- IQ тельно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где k 0, 1, 2, .„., (). Фазы могут соединяться как в звезду, так и в треугольник. Фазные зоны обмотки 25 обозначены как А-Х для первой фазы, B-Y для второй фазы, C-Z для третьей фазы и их чередование показано на фиг. 1, где цифрами от 1 до 54 пронумерованы пазы обмотки. Зоны А, В, С соответствуют согласно включенным в фазах сторонам катушечных групп, а зоны X, Y, Z - встречно включенным., Векторам ЭДС на фиг. 2 и 3 приписаны номера пазов для верхнего слоя катушек и окружность разбита на части ( о( 360/54 20°/3).

Из фиг. 3 видно, что ЭДС взаимоиндукции в фазе обмотки от поля с полюсностью при равновитковых катуш- Q ках (проекции векторов на ось симметрии) равна1. ЛЕ , (cos200°/3 + + cos220°/3) - 2(cos100°/3 + + cos120°/3)sin(tT5/2-27) 0,480wK, где 2wR - число витков в пазу, 54/2 5 27 - полюсное деление для . Для уменьшения ЭДС ДЕ -, катушки обмотки выполнены разновитковыми (см.фиг s1). Принимая в первой фазе для катушек , групп ,1Г, 4Г, 10Г5 16Г5 19ГЭ 25Г число витков X-WK, а для остальных групп (7Г, 13Г9 22Г, 28Г) число витков (2-x)wK, получаем: ДЕ, (3,19432 хх - 3,6746)wk, откуда при и Е , О определяем ,15 и (2-х)0,85. При таком соотношении чисел витков ЭДС фазы для полюсности равна; Z $ (1+2cos20°/3 + 2cos80 0/3) + + 09852(cos40°/3 + cos60°/3) V

30

35

50

55

0 .

5

э IQ 5

Q5

0

5

0

5

sin( IT-5/2-5,4) 17,3647wK - no фиг, 2, где 54/10 5,4,- полюсное деление для . Обмоточный коэффициент равен KoS5 Eff/18,,949, где (1,15-10 + 0,858) 18,3 - число витков Фазы (см.фиг. 3). Аналогичным образом выполнены и две другие фазы, номера групп которых чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в десять групп для второй фазы и в двадцать групп для третьей фазы. Для обмотки фиг. 1 пазы с номерами 7, 16, 25, 34, 43, 52 содержат 1,15 2wK 2,3w K витков, а все остальные пазы - (1,15 + 0,85)wR 2, OwK витков.

Многоугольник МДС обмотки (наружный на фиг. 4) построен по фиг.1 с использованием вспомогательной треугольной сетки и слоям паза с 0,85wK и 1,15wK витками соответствуют 2,5 и 3,5 сторон сетки. По фиг.4 определяются R2. 101/9 - квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника (точки с номерами 1-54); R2 -- (540,949/51Г)2 -()2 11,00113 - квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; 6g()2 - 4,17% - коэффициент дифференциального рассеяния, определяющий процентное содержание высших,и низших гармонических в кривой МДС обмотки.

I

При выполнении обмотки фиг. 1 с

равновитковыми катушками (см.внутренний многоугольник на фиг. 4, для которого одному слою паза соответствуют 2,0 стороны сетки), ее электромагнитные параметры равны: K0Sj 0,949; R2 11,2222; R2 10,6434 и Ц 5,44%.Э

Таким образом, предлагаемая обмотка, по сравнению с обмоткой по прототипу имеет значительно меньшую ЭДС взаимоиндукции ( ) от поля с полюсностью и, следовательно, меньшие потери в меди от уравнительных токов, а также меньший коэффициент дифференциального рассеяния (в 5,44/4,,30 раза).

Применение предлагаемой обмотки в совмещенной электрической машине позволяет улучшать электромагнитные параметры, уменьшать потери в меди (из-за уменьшения уравнительных токов) и в стали ( уменьшения содержания высших гармонических МДС),

повышать КПД совмещенной электрической машины.

Формула изобретения

Трехфазная якорная обмотка совмещенной машины с числами пар полюсов и , выполненная двухслойной в пазах из катушек с шагом по пазам и катушечных групп с номерами от 1Г до ЗОГ, содержащая группы с номерами 1+3k, 3+3k, 5+3k соответственно в первой, второй третьей фазах, включенных 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 уменьшения потерь в меди путем снижения ЭДС

взаимоиндукции обмотки от поля с по- люсностью , а также улучшения электромагнитных параметров путем уменьшения дифференциального рассеяния, группы с номерами 5+5с содер-

жат одну катушку, а остальные группы содержат две катушки, причем числа витков катушек равны xw K для групп с номерами 2-Ь5с, 3+5с и (2-x)wK для групп с номерами 1+5с, 4+5с, 5+5с,

5 где-, k 0,1,2, ..., (2р-1), с 0,1, 2, .,., р, а значение х 0,8-0,9 и выбирается из условия получения целого числа витков xw K при числе витков в пазу, равном 2wK.

Изобретение относится к электромашиностроению и может применяться для электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз. Цель изобретения - уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции обмотки от поля с полюсностью PЪ=1, а также улучшение электромагнитных параметров путем уменьшения дифференциального рассеяния. Обмотка совмещенной машины с числами пар полюсов полей P=5 и PЪ=1 выполнена с полюсностью P=5 двухслойной в Z=54 пазах из 6P=30 катушечных групп с шагом катушек по пазам Y_п=5 и с группировкой катушечных групп по ряду 22221, 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 групп относительно нечетных, где K=0, 1, 2, ..., (2P-1). В первой фазе катушки содержат 0,85W_K витков - для групп четвертой, тринадцатой, двадцать второй, двадцать восьмой, 1,15W_K витков - для остальных групп фазы. Для двух других фаз номера групп чередуются относительно групп первой фазы с интервалами в десять групп для второй фазы и в двадцать групп для третьей фазы. 4 ил.

IT

V

7Г

ЮГ

3 S 7 9 И а 15 V 19 2/ Z3 25 27 29 31 36 35 37 39 Ы «J V / 19 S) 53

Фаг.1

45

15

9

5/

71ПГ«

t

Фиг, 2

27

«г

1ST

22Г

г$г

иг

30 28 25 Фиг.З

2Ь

22