Обмотка электрической машины
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
СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК зпз Н 02 К 3/28
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727800/07 (22) 07.08.89 (46) 30.12,91. Бюл. N. 48 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Г. А. Шаншуров, B. В. Жуловян, А. B. Комаров и Ю. Л. Марков (53) 621,313,045(088.8) (56) Клоков Б. К. Обмотчик электрических машин. М.: Высшая школа, 1987, с. 45 — 69.
Брускин Д, Э., Зорохович А, Е., Хвостов, В. С. Электрические машины, ч. 1. М.: Высшая школа, 1987, с. 180-194. (54) ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении обмоток электрических машин переменного тока. Цель изобретения — упрощение изготовления при обеспечении поИзобретение 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 m-2 (фиг, 1а) и m=3 (фиг. 16). Обмотка выполнена
„., Ы„„";762487 Al давления высших пространственных гармоник. Обмотка содержит р пар полюсов, m фаз, mq секций на пару полюсов, катушки выполнены с шагом, равным flofllocHQMó делению t. катушки соединены последовательно и образуют катушечную группу, начала последующих фаз от начала первой фазы смещены íà (k z (m — 1)m) секций, где
k=1 при четном и k=2 при нечетном числе фаз, М=1,2„„,m. 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) Р = 1 — kq/7, где т = гпр — полюсное деление при q секциях фазы на полюс; kq=1, 2, 3,...,mq, 2 ил. из mq секций на паре полюсов. Эти секции обозначены позициями 1 — 3, Ю
ДлЯ обмотки nP«q ile lt m=2 пРи Р=3 фь число секций равно mq=2 3=6. ОО
Для обмотки при нечетном числе фаэ а=3 и q--2 число секций также равно 6, Катушки секций 1 — 3 выполнены с диаметральным шагом. равным полюсному делению т, которое численно равно qm секциям, т. е. т=рт. При р=3 и п1=2, а также при q-2 и m=3 6.
При укладке обмотки в пазы одна сторона секции от другой отстает на 6 пазов, т. е. укладывается, например, в первый и седьмой пазы.
1, 02487
При укладке обмотки в пазы сердечника магнитной системы электрической мяшинь! в каждом пазу раз}}ещаеся тольк;- одна сторона секций 1 — 3. Каждая иэ изготовляемых секций выполнена из двух кятуаек 4 и
5, Катушки каждой фазы на паре полюсов соединены последовательно, образуя катушечную группу на паре nofIIO<;of}. Число па3oB Z pBBHo 2ITlp 1 — 5) и обозначень. кяк 1, 2, 3 и т, д. Каждая катушечная Группа для трехфазной обмотки составлена из ос IQBHQ!". }!атушечной группы фазы (б — 8) и в по}ИО;.,:.тельной катушечной груп г}ы фазы (9-1 !) соответственно для каждой фазы (фиг. 16}, Таким образом, катушечную гр, ппу пВр вой фазы образуют основнь}е 6 и в:помогательные 9 катушечные группы, второй фазь! — основные 7 и вспомогательные 10 и т, д. В таблице приведены расчетные данные по }ислам катушек. номерам секций, входящих в соответству}с}щие фазы и определя}ощих схему их соединения, и определени}О начаг}а и концов фаз и обмоточны>< <оэффициентов. Число катушек фяз, принадлежащих Основной катушечной группе б-8, определяется соотношениями пп. I 7 таблицы и зависит От коэффициента )(п. 5), входяшего в формулу для расчета обмоточных козффи}иентов kp5 для и-х гармоник (и, }5) Каждая кBTyLIIB«HB}! f pvnnB имеет начало и конец, Так, начала 12--14 основной кя! УШЕЧНОЙ ГРУППЫ Совпс}ДЯ}ОТ С HBЧГ)ЛЯМИ катушек, номера секцлй Ао „, В которых Он:!I pBcIl0ëQ>KeHb!, ОГ}реДеля!}Отся и. 8 Гс}блиць!. Концы 15-17 этой >ке I pynnbl совпадают с КОН ЦЯ МИ KBТУШЕК, HOMBPBI СЕ КЦИЛ Api Начала 18-20 вспомзгательных катушечных Гpgnn соВпадя}От с началами катушек, номеРа секЦий А,ь в котОРых они расположены, определя}отся и. 12 таблицы. Концы 21-23 этих же групп совпадают: концами катушек, номера секций А }<}}, в ксторых они расположены, ог)ределяк>тся гк 14 таблицы, Для каждой фазы номера се<ций с катушками вспомогательных катуше -:ных групп 0<м определяются и. 13 таблицьi, а количество катушек в эт!лх секциях, вкл}счяемых последОВятелььlo и и }}инядлежящих этой же группе, всегда равно единице. 1L I5 У (30 3g 4} r-; f1 Ц <.. СНОВ}}ЫЕ И ВСПОМОГЯТЕЛЬ}}ЫЕ }<ЯТУШРЧные Груг}пы сОединяются последовательно, 0= разуя .:;Ятушеччую груг."Г у фазы. Для этого КОНЦЫ Q .. HQBH )И КЯТушеч-IQI)! ОуппЫ Api< ! }а) началом . ".8-20 вспомогательной !<ВТушечной груп1ы А}},.- образованы соответстаенно конц::.:; Врвой, впорой и третье:.=: фаз соответствен О }л, V2, VJ2, IIp z четном m (::;:иг. 1Я) у четных фаз конец фазы !/р Образован кон! Ом,".:Ti Ойi ><0 I-piiflnbt Если число пВр ïo.лк)сов больше еди.!Ицы (р. ) 1I,;0 КЯ гуше-iHы". группы фаз с! един};:Отся L Ра Виси 4 oi! Р I ОебуемоГ! чь ..I1B 1ар }лле IbHы.": 1етвей Я,Графа та бл и ц ы). Но фиг. 2I привед!.на матричная схема Обмотки на фи! . ", а, Каждая ст(: с "B матоицы численно Qnl IcblBЯОт Фазу сб.- !утки, Элемент строки .Втр}лцы Г}эказы!)яет число ! <яту L!B:. секций Обмо: <и., вкл}оченных последовательно, и направление oi начала к KOHL)i/ КЯТУШ КИ, Г!СЛОЖИТ< n bHO В }ы СЛО НЯГ!Оя ален ив и Вовс}дrlMI Об IQTKH. Матричная сх<.ма обмот!.:.- 0< казы9B8T., СКО. ЬКО И KBKL4<, Кс)ТУШ
3= 1 — k
BBKTQpHbI)<,f.äö, pBIiiIMB><,-)ДС фаэ ДЛя ПврвОИ гармонлки т =- 1 (фиг, 2Я) и для третьей гармоники v= 3 (фиг. 26, е), Векторы ЗДС фаз построены с использованием звезд ЗДС для v = 1 ()иг, 25) и i> =- 3 (фиг, 2г) и 1702 4Р7 10 матри ной схемы, показывающей, какие проводники катушек соединяются последовательно. B схеме обмотки на фиг. 1а полностью подавляется третья гармоника 3. так как результирующие ЭДС (фиг. 2б, е) первой и второй фаз равны "0", что соответствует равенству нулю обмоточного коэффициента koe,y для v = 3 (и. 15, графа 4 таблицы). Обмотка электрической машины с,д = 2/3 полностью гасит третью высшую гармонику (фиг, 2б, е) ЭДС и не создает третьей гаомоники магнитного поля в воздушном зазоре.. Обмотка на фиг. 1б имеет P = 5/б и - зиболее эффективно ослабляет 5-а и f -ю гармоники ЬДС и поля: !сом= 0.067 и kafka>=0,022 (и. 15 графа 5 таблицы), Таким образом, обмотка электрической машины, как и известные однослойные обмслки, пригодна к механизированной укладке, так как укладывается в пазы статора обеими сторонами секции одновреМВННо. При этом объем и трудоемкость обмоточных работ снижаются также за счет того, что число секций при укладке вдвое меньше. Обмотка электрической машины так же, как и известные двухслойные обмотки, обеспечивает подавление высших про странственных гармоник. Простота изготсвления обмотки наряду с обеспечением свойств, присущих двухслойным обмоткам, расширяет ее применение s области, например, информационных электрических машин (тахогенераторы переменного тока, сельсины, датчики положения и т. д.). Формула изобретения Обмотка электрической машины, содержащая р ffap полюсов, m фаз mq секций на пару полюсов, катушки которых выполнены с шагом, равным полюсному делению т, при этом катушки каждой фазы на паре полюсов соединены последовательно, образуя катушечную группу, начала последующих фаз от начала первой фазы смещены на (k т(М вЂ” 1)/m) секций, где k= 1 при четном, k=2 при нечетном числе фаз и M= 1, 2„...m), 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 Кк м катушек, принадлежащих 55 вспомсггат ль;.м гругпе фазы, начала основных катуц:ечнь1х рупп выведены у начаг;a катушки с номером секции Р„, секции с нсмерамч Орм и Роом катушки которых включены в основные катушечные группы. число катушек, которые включены в основные катушечные -руппы для секций с номерами Оом, равно 1, если q «2q — kq, для секций с номерами Ооом равно 2, если q<2q-kq, и равно 1 для секций с номерами Оом при Оом>0оом, шечных групп выведены у концов катушек с номерами секций A,... начала вспомогательных катушечных групп выведены у катушек с номерами секций А»м при N.«1, номера секций, которые включены во вспомогательные катушечные группы, равны 3.м. при этом число катушек во вспомогательíhlK катушечных группах для каждой из секций с номерами Qfi< равно 1, а концы вспомогательных катушечных групп выведены у концов катушек в секциях с номерами А км, KQHL, основных катУше <ных гРУпп Аок; соединены с концами вспомогательных катушечных групп секций с номерами А к;-. при m, равном нечетному числу, и при m, равном четному числу, только у нечетных фаз, началами основных катушечных групп Аомм образованы начала фаз. началами вспомо ательных катушечных групп А « образованы концы фаз, причем у четных фаз при и;, равном четному числу, концы основHblX КатУШЕЧНЫХ ГРУПП Аокм СОЕДИНЕНЫ С началами вспомогательных катушечных групп А нм, началами основных катушечных групп А»м четных фаз образованы начала четных фаз, а концами вспомогательных катушечных групп А км четных фаз образ >ваны концы четных фаз, при этом числа каТУШЕК N«>, NK»;, НОМЕРа СЕКЦИЙ Аоим. QoM, 0„„, Рокм, А,„„, Q4, A„M, номера начал основных Роом и вспомогательных катушечных групп А»м„, номера концов основных Аокм и вспомогательных Р„- рассчитаны по следующим зависимостям; М.ом= 2ц-kq если q < 2q — kq,. |ткем= ko, ком= Чквм= q, если ц «2ц-Кя; А...= 2q-k(M.-1)q- 1; QoM= 2kcf — k(M-1)q+ Qo. Qooì = (2ka — k(M — 1)q+1) — (kq — k(M 1)q+ ц); Аокм= 2 kq — k(Mi — 1)+q; А»м= kq — k(M — 1)q+ mq+ 1 — kqmf-, если q< 2q — 4, Аенм= 2kq k(IVl — 1)Ц+ ITlq+ 1 — Ц вЂ” kamf, если q «2q kq,. Qfi = !<я-k(M — 1)q+ mq — kamr+ QB, если q < 2q — kq, Состношения И11 Наименование Значения"для схем 2; 3 3;2 2;3 3; 3 I2 основная катушечная группа фазы 3 2 Ккв Кк Кко 2 А 2i(8оим -1)+ "- (t<-1).:k ш с-1 е где еери четноео ш, »2 прн нечетном ша 1» 1 р 1,2 "n!le "оцепри Н а для первой е азы 7; 2 5 д " п Н»» 2 для второй фазы доеем докзпр" и ю для третьей фазы т1 При 8 -" I-р 4y 1-q, "ого оеем+ +ц е 1,2,3 1,2 1.,2»3!,2„3 1,2,2»3 1 2213 1 е - 1 а - »3 4,5,6 для первой фазы для второй фазы для третьей Фазье 7,8„ ),6 о 7» о ..» 9„10 Овм-2kq&(M — 1)q+ rrlq--Ц--Мц+ «и «к QB, если,q >2q — kq, Авкм- 2kq-k(M-1)q+ rrlq -kq!1, r, ГДЕ Ов 1-Г1 кем, Число секций фазы на лолеас и число Фаз Число пар полосов 3 Число параллельньх ветвей обмоткье 4 Число секций обмотки на паре полео с. сов По«оосное деленна и число пазов Коэффициент определения фильтрации высших гармоник обмоткой Число катушек в катушечных группах: катушечная группа фазы вспомогательная катушечная. группа Фазы 8 Номер секции с катушкой, начало которой определяет начало основной катушечной группы 9 .Номера секций с катушками основной катушечной группы 10 Каличество каеушек основной катушечной группы kq 1, 2„.,п1ц; Оо-1 — q; r=O при M-п1<О; 1=1 при М=-п), ! Ï Ь » Щр Е * 2mpq $ a,kq7"„, где k g, »ПЩ К, »» 2Ч 6 1»К (1i)) 4 еео к при Кк-С(1- 4 3 —:: ЪЦ е1ко" це К,-O(!-Pl) 5 п q flpN Н-1 Цо при М»»2 чоз при Н=3 При В 1-р, если Кк-с(1A -P) >q Про8олжение таблицы 4 5 Ь 7 Е 2 роом- <<акн онр+ " о (1-(3)-! 3 3 2 5 3 1 il 5 3 для первой фазы При М 1 При!! 2 4 5 7 9 13 для второй Фазы При Н 3 для третьей Фазы qoh qw»„ если Н -a(t-P)6q к у первой Фазы у второй< фазы у третьей Фазы 2 3 2 23 321 5; 6 6, 8 9 9 27 10 !4,15 15,33 2 2 у первой фазы 1,2 QoM чо2 при И=2 у второй фазы 5,6 << ор << оз при И 3 у третьей фазы 9,10 (см.п.9) .В 1-р 1 "окм "<»нм+ +q+1 для первой фазы Дак< дон< < с1» 1 flP»< И 3 "ок2= Aa«2+ + q-1 при Н 2 для второй фазы 6 6 3 9,27 для третьей фазы докВ= "онъ+ + q-il npu. И 3 При В 1-р 1 « при m ?1 « 2 при m 3; <явям Аонм+ + о<ох ке - «0W» 70 при М-< с0; V t при М-<00: Ав<<< A0<« t +<0
A5<<2. "зк2+ <0
Равно 2 в секциях с номерами Равйо 1 в секциях с номерами Ровно 1 в секциях с номерами 11 Номера секций с катушками, конец которых определяет конец основной катушечной групПы 12 Номера секций с катушкой, начало которой определяет начало вспомогательной катушечной группы Если Нк-< (t-/3)йц Е, -ао< при М 1 1,2, 19,20 7,8, 25,26 ! 3,14, 31,32 1 1 1,2 1 2 3 321 ? 1Ð 15 15,33 !О t 1 1,2 1 2 2 2 2 6 8 . 9,27 5 10 14 15,33 9 l7O2487 ПОо8олвение таблицы (" 1 Т (Г для третьей фазы Аз«> пзнт,+ н.1Ч Н«5-1; ь5 при И 3 3,21 1 1 1 1,2 1 12112 Q в! "e«<+ + ОВ-1 при И - 1 5,6 для первой фазы 6 8,9 9,27 5,6 для второй Фазы ч 82 "в«а+ + Ое-1 йри И**2 2 3 14,15 15,33 9, 10 0 Ss ькз+ + g - l npu И= 3 для третьей фазы 2332112 1 1,2 для первой фазы 9 9,27 6 нв«з "еиь> Ф дкв! пРи Ив 2. 3 для второй фазы l5 15Ä33 10 "з«з "зяб+ + Б„е-! при И 3 для третьей фазы 3 3,2! 2 0,789, 0 0,2l l 0,211 ° 1 2 т 13 Номера секций с катушками вмпомо" гательной катушечной группы 14 Номера секций с катушками, конец которых определяет конец вспомогательной катушечной группы 15 Обмоточные коэффициенты для гармоник с номером 1 1 ) ы а Э- 7 0 -1-р 1 Я 1-11«а Ь ч Вм фнм+ + О!ь -1 1,2 При 81-р 1 яв«М "екц + + Ккф- 1 "вм" "вк + "«в при И 1 6 ой в!п «/2ш вТй5Ф7 2 а 1 ему —" 0,933 0,5 0,067 0,022 0,902 0,945 0,836 0,333 0,577 0 0,О38 О,!4 0,224 О 154 С 264 О 224 1702487 7...8 6 7 . 8 Я 1 102487 Составитель Б. Ильин Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л, Патай Редактор А. Огар Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 191 Заказ 4549 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская ваб.. 4/5
