Обмотка электрической машины Советский патент 1991 года по МПК H02K3/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к однослойным обмоткам электрических машин.

Цель изобретения - упрощение изготовления при обеспечении подавления высших пространственных гармоник.

На фиг. 1 приведена однослойная обмотка электрической машины для двух- и трехфазной обмоток; на фиг. 2 - векторные диаграммы ЭДС фаз для первых гармонических и для третьих гармонических ЭДС для обеих фаз двухфазной обмотки.

Обмотка электрической машины может быть выполнена с любым числом фаз. На фиг. 1 показаны обмотки с числом фаз (фиг, 1а)(фиг 16). Обмотка выполнена

из mq секций на паре полюсов Эти секции обозначены позициями 1-3.

Для обмотки при числе фаз при число секций равно .

Для обмотки при нечетном числе фаз и число секций также равно 6. Катушки секций 1-3 выполнены с диаметральным шагом равным полюсному делению т. которое численно равно qm секциям, т. е. . При и , а также при и .

При укладке обмотки в пазы одна сторона секции от другой отстает на 6 пазов, т е укладывается, например, в первый и седьмой пазы

| пшЬ

XI

о

Ю 4 со

XI

При укладке обмотки в пазы сердечника магнитной системы электрической машины в каждом пазу размещается только однв сторона секции 1-3 Каждая из изготовляемых секций выполнена из двух катушек 4 и 5 Катушки каждой фазы на паре полюсоа соединены последовательно, образуя катушечную группу на паре полюсоз Число па зов Z равно 2mpq т е (cM таблицу пп 1-5) и обозначены как 1 2 3 и т д

Каждая катушечная группа для трехфазной обмотки составпенэ из огновной катушечной группы фазы (3-8) м РСППМСЬ t тельной катушечной группы фазы (9 11) со ответственно для каждой фазы (фиг 1б|

Таким образом, катушечную гр ппу пер вой фазы образуют осногные 6 и вспомогательные 9 катушечные группы второй фазы - основные 7 и вспомогательные 10 и т д

В таблице приведены расчетные данные по числам катушек номерам секций входяиих в соответствующие фачы и определяющих схему их соединения и определению начала и концов фаз и обмоточных коэффициен гов

Число катушек фаз, принадлежащих основной катушечной группе 6-8 определяется соотношениями пп 1-7 таблицы и зависит От коэффициента/ f; входялего в формулу Д--Я расчета обмоточных коэффициентов ko6 для v-x гармоник (п 15)

Каждая катушечная группа имеет начало и конец Так намяла 12-14 основной ка- тушечной группы совпадают с. началами кэтушек номера секций АОНМ в которых он i расположены определяются п 8 таблицы Концы 15-11 этой же группы совпадают с концами ка у иек номера секций Аокм в которых они расположены определяются п 11 таЬлш ы Номера секций 6-8 с катушками основной катушечной группы QOM гтоеделе- ны п а количество катушек в этих секципх, включаемых последовательно и прие эщих основной катушечной группе Фазы, опредетяется п 10 таблицы

Начала 18-20 вспомогательных катушечных групп совпадают с началами катушек, номера секций АВнм в которых они расположены, определяются п 12 табпицы Концы 21-23 этих же групп совпадают с концами катушек нсмера секций Авкм в которых они расположены, определяются п 14 таблицы Для каждой фазы номера секций с катушками вспомогательных катушечных групп QBM определяются п 13 таблицы а количество катушек в этих секциях, включаемых последовательно и принадлежащих этой же группе всегда равно единице

С новные н вспомогательные катушнч ные руппь соединяются последовательно сС -ovq слушач Kfpyr пуфатч Для этого

Koh ДЫ О HODH Я к(1т Ч РЧчСЙ АОКМ

ках V.1 фазы при 1г-мг,нг)н ч (т; 11 1)15 1/ и ,/ нечетных фаз при четном m (фиг 1а) 15 соединены с концами 21 23 ecnoMOia- т«;пгной катушечной группы Авн соствет ет(.ующих фаз при нечетном m (фиг 16)

нечетных фаз - с онцом 21 при гп чат юм (Фиг. Та) У четных фаз при четном m (фиг 1а) сонцы 16 основной катушечной груп i Аом i единены с началами 19 вспомогательной

К iCv УМНОЙ ГРУППЫ АВНМ

Началами 12-14 основной катушечной

группы /онм образованы соответг ТВРННО на чате первой Ui второй Vi и ей vVi фат на каждой паре по/1юсов нечетном гп (фиг D)v ((.(мнь ф jr ,,i номт(фи

ia) Hi4anviH 1 вспомоат лл ной Kaiy u fMHOM rpvnnii At им тбрээованы по ветст .згчно конц срвои в1 ом и i ре ьс1фаз СОСКЧР-Х i-c tii. Mo Vvp fifi- четчо m 1а)учетчь tajиг ней фазь V образо

вин концтм 21 - ni f rr viiTbi

Рг -и ччст г-ар пгпюсоп fioni IIJP РДИ i инь. р 1) о a r IJP rpvn ibi |/тз

HIHf i Си Р . И( ИЧ 1 О WCMO

гс м - на -г f егг у- i гр t {ы 7

таьпмцы)

Ht (J иг 2ь по i JP, tjH ) м i гс/1 ная с рма обмогу; нафи )да(тг матрицы 41/сленнг опигыз т яз ле мент строки dTpni t i У aav ia г чис io

aTVJ0 секц/и O .L. и вклгОч 1 ны. г,о- слгтюватрльнр и иг иач з к конц JK/ голижитг то на- рзвлрние поо ч Д1 --if кг к i i напо

К Пс, OA6N СЕ.МОи И Триизтельнор число напо Г рщ-р т Гиков в катушке от начала концу внич i r/,fie обмотки Мзтриччпя 41 опмогк рает ско ко и какир к -1туш |- с |ии njin- нэдлежат дждои Фазе хар.ч -р1 уют

рагпрг деление и зЛфект укорочения с JMOT- и Матричная с«ема обмотки на фиг 1э выполненной с диамртральныг- u-fQiv и за- дзчной схемой соединений чатушек и двухслойная обмотка с коэффициечтом укороченич ft - у/г гре у - укороченный шаг кртушки соответствующий коэффициенту 1-k((/ т ОДИНЭКОРЫ по величине (при прочих раь1 чх условиях по числу q m Z о) Гвойгтна обмотки на фиг 1а показаны на

векторных д.г; раммах ЭДС фаз для первой гчрмоутики v 1 (Фчг 2а) и дл третьей гармоники т- 3 (фиг h e) Векторы ЭДС фаз построены с использованием звезд ЭДС гпя г - 1 (фиг 26) и i - Т (фиг 2г) и

матри ной схемы, показывающей, какие проводники катушек соединяются последовательно.

В схеме обмотки на фиг 1а полностью подазпяетгя третья гармоника 3, т как результирующие ЭДС (фиг. 26. е) первой и второй фаз равны О, что соответствует равенству нутю обмоточного коэффициента ko6.v Для v 3 (п. 15, графа 4 таблицы). Обмоткч электрической машины с ff 2/3 полностью гасит ТОРТЬЮ высшую гармонику (фиг. 26, е) ЭДС и нг- создает третьей гармоники магнитного inrz в осздушном зазорз. Эбмогка на ; иг. 16 имее. /J - 5/6 и пиболее эффективно ослабляет 5-ю и /-«о гармоники ЬДС и полп Кбь - 0,067 и ) 022 (п 15 графа 5 табпииы).

Таким об о а зо м обмотка этгктри- 1вской f аши,1ы как и известные одисслой- ные , пригодна к механизированной укладке, так эк укладывается в пазы статора обеими сторонами секции одновпе- ме нно. При этом объем и трудоемкость обмоточных работ снижаются также за счет того, что чис/ю секцги при укладке вдвое меньше Обмотка электрикской машины так же, как и и местные двухслойнь:- обмотки, обеспечивает подавление высших пространственных гармоник

Простота изготовления обмсткп наряду с обеспечением свойств присущих друх- слойным обмоткам расширяет ее примене ние в области, например, информационных электрических машин (тахогенераторы переменного гока сельсины, датчики положения и т. д).

Формула изобретения Обмотка электрической машины содержащая р пар полюсов, m фаз mq секций на пару полюсоо. катушки которых выполнены с шагом, оавным попюсному делению г, при этом катушки каждой фазы на паре полюсов соединены последовательно образуя катушечную группу, наиала последующих фаз от начала первой фазы смещены на k г(М-1)/гг секций, где k 1 при четном,

при нечетном числе фаз и М 1, 2т),

отличающаяся тем, что, с целью упрощения изготовления при обеспечении подавления высших пространственных гармоник, каждая из указанных секций выполнена из двух катушек, каждая катушечная группа составлена из основной и вспомогательной катушечных групп фаз, катушечная группа образована из NKOM катушек, принадлежащих основной катушечной группе фазы, и из NKBM катушек, принадлежащих

ВСПРМГ 1 -Ягн ,, ) | Группе (fdJb1, НЯ ПЛЛ ОСновнпх кат увечных групп выведены у нача ,,л кагушки с номером секции А0.м, секции с номерами 00м и Осом катушки которых

С включены ч основные катушечные группы число катушек, которые включены о основные катушечные группы для секций с номерами СК.м. равко 1, если q 2q-kq для секций с номерами QOOM равно 2. если kq, и

0 равно 1 для секций с номерами 00м при

УСЛОВИИ , КОНЦЫ ОСНОВНЫХ КЗТушечных групп выведены у концов катушек с номерами секций A0v, начала вспомога- тельн ix катушечных групп выведены у катуй шек с номерами секций Авнм при 1, номера секций которые включены во вспомогательные кчтушечные группы, равны Qi к, при гом число катушек во вспомогательны ; катуа ечных группах для каждой из

0 секций с номерами 0Ем равно 1 а концы еспомогательных катушечных групп выведены у концов катушек в секциях с номерами Авкч KOHL bi основных катушечных групп Ас км соединены с концами вспомогатель5 ных катушечных групп секций с номерами ABk при т, рчвном нечетному числу, и при т, равном четкому числу только у нечетных фаз. пчелами основных катушечных групп Аомм образованы начала фаз. начала0 ми вспомок епьных катушечных групп АВнм образс взны концы фаз, причем у четных фаз при г . равном чет-юг- / числу, концы основных катушечных групп А0«м соединены с началами вспомогательных катушечных

5 групп АпИМ, началами основных катушечных групп Аонм четных фьз образованы начала четных фаз, а концами вспомогательных катушечных групп АВкм четных фаз образованы концы четных фаз, при этом числа ка0 тушек NK-M, NKBM, номера секций А0им, QOM QCOM, . АВНМ, QBM Аркм, номера начал основных Апнм и зспомогатепьных катушечных групп Авн. номера концгв основных Аокм и вспомогательных АВм рассчитаны по

5 следующим зависимостям NKOM 2q-kq/

j если q 2q-kq, NKB4 k0: NKOM Мквм q, если q 2q-kq;

0 AOHM 2q-k(M-1)q+ 1; Qr 2kt,-kfM-1)q+ Q0; Qo-v 2k0-k(M-1)q + (M-1)q+ Аокм 2kq-k.;M-1)+q; ABHM kq-k(M-1)q+ mq+ 1-kqmr.

5 если q 2q-kq:

ABHM 2kll-k(iv1-1)q+ mq+ 1-q-k0mr, если q 2q-kq

QBM kq-k(M-1)q-t- mq-kqmr+ QB, если q 2q-kq;

QBM° 2kq-k (M-1)q + mq-q-kq + m r QB , если q Ј2q-kq; Авкм- 2kq-k(M-1)q+ mq-kqmr, где QB- 1-Мквм:

8

, 2mq;

при

при

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении обмоток электрических машин переменного тока. Цель изобретения,- упрощение изготовления при обеспечении подавления высших пространственных гармоник. Обмогка содержит р пар полюсов, m фаз, mq секций на пару полюсов, катушки выполнены с шагом, равным полюсному делению т. катушки соединены последовательно и образуют катушечную группу, начала последующих фаз от начала первой фазы смещены на fk r(m-1)m секций, где при четном и при нечетном числе фаз. ,2,.. .т. Катушечная группа каждой фазы выполнена последовательным и согласным соединением основных и вспомогательных катушечных групп Схемы включения катушек в группы зависят от коэффициента определяющего коэффициент укорочения шага (как в двухслойных обмотках) / 1-kq/r, где г mq - полюсное деление при q секциях фазы на полюс, , 2, 3mq. 2 ил. ё

для первой фазы для второй фазы для третьей фазы

Калимество катушек основной катушечной группы

1,2,31,2 1,2,3 1,2,3 1,2

1,5,65,6

-9,10

1-р, 11

Ј(14332

7,8,9 7,8,9 5,6

9,10 1.2 1

1 53

53

-.--..-.---.-.......-....................Продолжение таблици

ГIГ1 11 1

;мL.LLL...L.LL.

для третьей фазыА6М

44 in- Mi Mf -771)11

t

при М, « 3

13 Номера секций с катушками вмпомо-0 - 1-р1 1,2 1

гательной катушечной группыQ. 1-Нщ

+ Qe,-11,2 11,2 11,2

для первой фазыQ в, А(ч +

+ при и - 15,6 68,9 9,27 5.6

для второй фазыQ 87 Ади24

+ 06-1 при М - 2 2,3 Ю Й.15 15,33 9.Ю

для третьей фазыlei Авнг+

+ Q4- 1 при М 3-22,3 3,21 1,2

И Номера секций с катушками, конец При В « 1-р 1 1 1 1 ,2 1 которых определяет конец вспомогательной катушечной группы

для первой фазы

при Н - 1 6 6 9 9,27 6 для второй фазыABKt

4цд-1 ПРИ

М 2 3 10 15 IS.33 Ю

для третьей фазыАбк4 Аьнэ +

Ри

М - )-233.21 2

15 Обмоточные коэ((фициенты для гармоник с номером )

« 1. 0,7890,9330.9020,,636

- 300,5 .0,3330,577О

-50,2110,0670,0380,,221

.7 ° Z11°«° 22° 15it° 261 °.22(|

fiovep лоза

хг л

C1

12 22 М

юмерпаза

,ь77ч

9 2

8 9 ю н 12

46

ь о

С2

12

11

7 7

2,8

V Wr-

6,/2 W 4, 0 «, 0,

фиг. 2

номер паза

t Z 34 $6 7 8 SfOtH2

Фазы 2

в

W

2АЮ