Многослойная обмотка якоря торцовойэлЕКТРичЕСКОй МАшиНы пОСТОяННОгОТОКА Советский патент 1981 года по МПК H02K23/32 

(54) МНОГОСЛОЙНАЯ О ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к конструкции многослойной обмотки якоря торцо вой электрической машины постоянного тока. Известны многослойные обмотки яко рей торцовых электродвигателей посто янного тока, у которых с целью получения большого числа проводников существенно увеличено число слоев fl . Недостатком таких обмоток являетря большая сложность их изготовления. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является конструкция якоря торцового электродвигателя постоянного тока, содержащего плоскую многослойную печатную обмотку с 2р полюсами, выполненную из VYI двусторонних волновь1Х печатных обмоток, смеще ных попеременно друг относительно друга на угол ЗбО°/тр, и торцовый коллектор, в котором начало и конец каждой из двусторонних обмоток, размещенных в соседних слоях, соединены проводящими стержнями между собой и с пластинами коллектора, выполненного в виде плоской двусторонней печат ной обмотки с общим числом пластин А ЯКОРЯ ТОРЦОВОЙ Ы ПОСТОЯННОГО ТОКА на одной стороне, равным pjx, из которых 1т1 пластин соединены короткозамкнутыми проводниками волнового типа, образуя р равных групп 2. Недостаток этой конструкции обусловлен тем, что неизбежное возрастание суммарного немагнитного зазора торцовой машины при большом числе двусторонних обмоток (т 3) вызывает увеличение тангенциальной составляющей магнитной индукции в области немагнитного зазора вблизи полюсов, обусловленное магнитным потоком рассеяния между торцовыми гранями полюсов, примыкающими к рабочему зазору. Вследствие указанного явления значения ЭДС, наводимой в слоях обмотки, расположенных вблизи воздушного зазора, больше, чем в слоях обмотки, размещенных вблизи магнитопровода. Значение ЭДС отдельных двусторонних обмоток (секций ) убывает в направлении от воздушного зазора к магнитопроводу от слоя к слою практически линейно, причем разница между значениями ЭДС первой (от воздушного зазора) и последней из двусторонних обмоток составляет примерно 24% (.при 6). При соединении двусторонних обмоток последовательно по слоям в

рабочем режиме торцовой электрической машины возникает значительная потенциальная неуравновешенность параллельных ветвей обмотки (до 20%), что приводит к появлению уравнительной ЭДС и значительного уравнитель:ного тока. Уравнительный процесс вызывает снижение ЭДС якоря и увеличение электрических потерь в меди обмотки, т.е. ухудшает энергетические показатели электрической машины.

Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик торцово электрической машины постоянного тока.

Поставленная цель достигается тем что в многослойной обмотке якоря торцовой электрической машины постоянного тока с 2р полюсами, содержащей 1 двусторонних волновых печатных обмоток, смещенных друг относительно друга, две двусторонние печатные обмотки, размещенные в соседних слоях в центре многослойного пакета обмоток, электрически соединены межд собой, а остальные двусторонние обмотки, размещенные в соседних слоях, включены в цепь обмотки якоря через одну.

На фиг. 1 показаны схемы размещения двусторонних обмоток по слоям пакета; на фиг. 2 - векторные диаграммы ЭДС двусторонних обмоток. На фиг. 1а показана схема шестисекционной обмотки ( Wi 6 ). Цифрами указан номер слоя (например, считая от воздушного зазора), в котором размещена соответствующая двусторонняя обмотка-секция. На фиг. 1б и 1в показаны возможные варианты расположения секций по слоям при нечетном (в данном случае Vvi 7) числе секций. При любом другом числе секций двусторонние обмотки размещаются по слоям аналогично. На фиг. 2а показан многоугольник первых гармонических составляющих ЭДС шестисекционной обмотки, в которой все секции соседних слоев соединены последовательно. Римскими цифрами обозначены векторы первых гармоник ЭДС секций, расположенных в соответствующих слоях. Штриховой линией показан вектор уравнительно ЭДС (обозначен индексом У }. На фиг. 26 показан многоугольник ЭДС обмотки предлагаемой конструкции.

Сборка многослойного пакета обмотки предлагаемой конструкции осуществляется следующим образом.

Каждая последующая обмотка-секция, начиная со второй (первой условно принята обмотка, примыкающая к воздушному зазору);, сдвигается по окружности относительно предыдущей на угол 2 ,х 360°/тр, например по часовой стрелке, и так до обмотки с условным номером W/2 (в случае, если Н- четнов) или(№± 1) /2 (если УУ1 - нечетное) включительно. Следующая обмотка сдвигается на угол по часовой стрелке, если она имеет номер rti/(2+l)J или (и1-1)/(2+1) , или против часовой стрелки, если она имеет номер (уи + 1) / (2+1) . Все остальные обмотки сдвигаются в обратном направле;нии (против часовой стрелки) после;цовательно друг относительно друга

Q по слоям на угол 2 х . Соединение обмоток между собой и с пластинами коллектора произведено, например, с помощью проводящих стержней.

Предлагаемая конструкция многослойной обмотки якоря машины постоянного тока обеспечивает в рабочем режиме минимальную разность ЭДС параллельных ветвей обмотки и позволяет на 7-10% снизить электрические потери в проводниках за счет резкого

0 уменьшения уравнительного тока.

Формула изобретения

Многослойная обмотка якоря торцо- . вой электрической машины постоянного тока с 2р полюсами, содержащая/77 двусторонних волновых печатных обмоток, смещенных друг относительно друra, отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик, две двусторонние обмотки, размещенные в соседних слоях в центре многослойного пакета обмоток, электрически соединены между собой,

а остальные двусторонние обмотки, размещенные в соседних слоях, включены в цепь обмотки якоря через одну.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3231774, кл. 310268, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 645237, кл. Н 02 К 23/32, 1979.

/ иг.2