Двухслойная статорная обмотка для механизированной укладки
Использование: электромашиностроение , в частности в электродвигателях и датчиках с механизированной укладкой статорных обмоток, имеющих улучшенные фильтрующие свойства. Сущность изобретения: двухслойная статорная обмотка для механизированной укладки содержит Ё каждой из m фаз по 2р идентичных катушечных групп, состоящих из q концентрических разновитковых и разношаговых катушек. Стороны катушек наибольшего шага двух смежных групп одной фазы расположены в одном пазу. Приведена формула, определяющая число витков в каждой катушке. 3 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я}5 Н 02 К 3/28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
"" » :»» -а-:
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4853326!07 (22) 20.07.90 (46) 23.08,92, Бюл. М 31 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Д.Завгрородний (56) Асинхронные двигатели общего назначения./Под ред. В.M.Ïåòðîâà и А,Э.Крэвчика. — M,: Энергия, 1980, с. 125-127.
Авторское свидетельство СССР
М 1702488, кл. Н 02 К 3/28, 1989. (54) ДВУХСЛОЙНАЯ СТАТОРНАЯ ОБМОТКА ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ УКЛАДКИ
Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к индукционным двигателям и датчикам с механизированной укладкой статорных обмоток, имеющих улучшенные фильтрующие свойства, Известны двухслойные статорные об-. мотки машин переменного тока для механизированнойих укладки каждая фаза обмотки состоит. из 2р катушечных групп, а каждая из групп содержит q концентрйческих разношаговых катушек, выполненных с одинаковым числом витков, где р — число пар полюсов, q — число пазов на полюс и фазу обмотки.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является двухслойная статорная. обмотка для механизированной укладки, каждая фаза которой содержит 2р идентичных катушечных групп, состоящих из q концентрических катушек, выполненных с шагом Ys = mq — 23 + 1 и с числом витков в,, Ж,, 1757026 А1
2. (57) Использование: электромашиностроение, в частности в электродвигателях и датчиках с механизированной укладкой статорных обмоток, имеющих улучшенные фильтрующие свойства. Сущность изобретения: двухслойная статорная обмотка для механизированной укладки содержит в каждой из m фаз по 2р идентичных катушечных групп, состоящих из q концентрических разновитковых и разношаговых катушек. Стороны катушек наибольшего шага двух смежных групп одной фазы расположены в одном пазу. Приведена формула, определяющая число витков в каждой катушке. 3 ил., 1 табл, катушках, удовлетворяющих условию VA +
94 +и = W>, причем стороны катушек наибольшего шага двух смежных катушечных
rpynn, принадлежащих одной и той же фазе, расположен ы в смежных пазах, число витков l-й катушки каждой катушечной группы
Щ выполнено в соответствии с отношением
wi- Int{V4 сов — ((— )) 1 гй
2q
Ф где I = 1,2,..., q — номер катушки при начале нумерации с катушки наибольшего шага
Yi - mq-1;
m — число фаз обмотки;
N/> — число проводников в пазу по условиям его заполнения.
1п1 — oneðýòoð округления числа в фигур-. ных скобках до ближайшего целого числа. . Известная обмотка содержит весь сйектр штатных гармоник многофазной обмотки порядка v = 2mk 1, где k = 1,2,..., и степень их подавления явно недостаточна для электрических машин информационного типа, например многополюсные вращаю1757026 щиеся трансформаторы, сельсины, индуктосины и т.п., которые требуют применения синусных обмоток.
Целью изобретения является улучшение фильтрующих свойств обмотки путем более эффективного подавления высших пространственных гармоник поля, за исключением зубцовых.
По сравнению с известной предложенная обмотка практически полностью подавляет все. высшие гармоники незубцового порядка, значительно уменьшает коэффициент дифференциального рассеяния обмотки, а следовательно, обеспечивает синусоидальное изменение коэффйциента взаимоиндукции между фазами обмоток подвижной и неподвижной частей электрической машины, что необходимо в электромеханических преобразователях информационного типа.
Цель изобретения достигается тем, что в двухслойной статорной обмотке для механизированной укладки, содержащей в каждой из m фаз по 2р идентичных катушечных групп, состоящих из q концентрических разновитковых и разношаговых катушек, причем шаг каждой последующей катушки меньше на два пазовых деления шага предыдущей катушки, согласно изобретению стороны катушек наибольшего шага, равного полюсному делению. двух смежных катушечных групп, принадлежащих одной и той же фазе, расположены в одном пазу, а число витков выполнено в соответствии с отношением
I — 1
Wl = lAt (Wo (4
J ю
SIA—
Л и где М4 = Wm COS — при четных чиСлах
Ц;
Ж Л
Wo = NIm cos — / c0s — при нечетдт) 2mq ных числах q, С =05 при 1 =1;
С =О при 1 < tq;
m > 2 — число фаз обмотки;
q > 1 — число пазов на полюс и фазу обмотки; р «> 1 — число пар полюсов обмотки;
Wn — число BMTKOB M8KCHMSJ(HÎ 38llOI( ненных пазов по условиям допустимой величины коэффициента заполнения паза;
i 1,2,..., q — номер катушки в катушечной группе при начале нумерацйи их с катушки наибольшего шага;
Int — оператор округления числа в фигурных скобках до ближайшего целого числа.
На фиг, l схематически показана структура катушечной. группы двухслойной статорной обмотки для механизированной укладки при произвольном числе фаз m u числе пазов на полюс и фазу р с указанием шагов катушек ть выраженных в пазовых делениях; на фиг. 2- схема укладки катушечных групп обмотки по переходам для случая
m=3;2p=4;q=4, Двухслойная статорная обмотка для ме10 ханизированной укладки содержит 2р иден- .: тичных катушечных групп в каждой из в фаз, Каждая катушечная группа (фиг. 1) состоит из концентрически расположенных катушек(3,2„... q). Номер 1 присвоен катуш15
25 ным номером i выполнено по соотношению
3 к(1 i-1
W -tnt (Wo ($(П—
30 л где Wo = Wm СОЯ -- при четных числах q;
Л Л
W0 = В4 cos - /cos — при не П3 2 (т(ц четных числах q;
35 C=05при) =1;
С=Опри1<3 q;
Wm — число витков максимально заполненных пазов по условию допустимой величины коэффициента их заполнения.
40 Величина шагов катушек s пазовых делениях и числа витков катушек W(*, выра-:
* Щ женные в долях числа М4,(Р/(= — ), для 4 наиболее распространенных трехфазных обмоток при разных числах о приведены в таблице.
Укладка в пазы предложенной обмотки производится по известным алгоритмам укладки обычных двухслойных концентрических обмоток для механизированной
50 укладки, 8 качестве примера на фиг. 2 показана укладка по переходам для случая гл = 3;
q "4; 2р 4, Такая обмотка должна укладываться s z-2m.р q-2 3 2 4 =48 пазов в четыре
55 перехода, за каждый йз которых укладывается m р/2 = 3 2/2 - 3 катушечных групп с шагом между ними Y(((- =4q = 16, а шаг между переходами равен Y> = q = 4.
Для обозначения принадлежности катушечных групп к отдельным фазам на фиг, 2, ке с наибольшим шагом У(= mq, остальным катушкам присвоены номера 1 = 2,3,..., q в порядке убывания их шага, при этом шаг каждой последующей катушки меньше шага
20 предыдущей катушки на два пазовых деления, так что шаг катушки с произвольным номером 1 удовлетворяет соотношению
Y(= mq — 2(И)
Число витков W катушки с произволь- .
1757026 использована различная штриховка: "отмывка" — фаза А; "косая клетка" —. фаза С;
"прямая клетка" — фаза В. Пазы с номера 26 по номер 42 на фиг, 2 не показаны по условиям соблюдения габарита чертежа. 5
3а первый переход в пазы укладываются три катушечных группы с шагом Укг 15, принадлежащих фазам А, В и С и расположенных в пазах: 1-я группа (фаза А) — пазы
1-4 и 10-13; 2-я группа (фаза С) — пазы 17-20
10 и 26-29; 3-я группа (фаза В) — пазы 33-36 и
42-45.
При укладке катушечных групп первого перехода, начиная с паза t4 1, укладка катушечных групп второго перехода начинается с паза 1+ Y = 1+ 4 = 5, и ри этом катушечные группы второго перехода укладываются в пазы: 1-я группа (фаза С) — пазы 5-8 и 14-17;
2-я группа (фаза В) — пазы 21-24 и 30-33; 3-я группа (фаза А) — пазы 37-40 и 46-48.
Укладка трех катушечных групп третье15
ro перехода начинается с паза 1+ 2Y = 1 +
2 4 = 9, при этом катушечные группы укладываются в пазы: 1-я группа (фаза В) — пазы
9-12 и 18-21; 2-я группа(фаза А) — пазы 25-28 и 34-37; 3-я группа (фаза С) — пазы 41-44 и
2-5.
Укладка катушечных групп четвертого
25 перехода начинается с паза 1+ 3 Y> =- 1+ 3
4 = 13, при этом катушечные группы укладываются в пазы: 1-я группа {фаза А) — пазы
13-16 и 22-25; 2-я группа (фаза С) — пазы
29-32 и 38-41; 3-я группа (фаза В) — пазы
45-48 и 6-9.
В результате четвертого перехода в па- 35 зы уложены все 2р.m = 3 4 = 12 катушечных групп. Катушечные группы, принадлежащие одной фазе, по известным алгоритмам сое40 пазов проводниками, За счет взаимного перекрытия двух смежных фазных зон обмот- 45
W g(= Nt) + Wq-i = Nf p и со$2гп
Минимальное число проводников расположено в пазах с номерами! = 1 + kq u равно WnMw Wo
Максимальное число проводников при четных q расположено в пазах с номерами.
i = 1 + q(k + — ), а при нечетных р — пазах с
2 динены между собой последовательно ся несколько неравномерным заполнением ки суммарное число проводников в пазу с произвольным номером l (! = 1,2,.... z=2mpq) определяется выражением
cos — (< — t + 1)
2 50
qlg вне зависимости от порядка гармоники.
Для всех остальных гармоник K — = О.
Формула изобретения
Двухслойная статорная обмотка для механизированной укладки, содержащая в каждой из m фаз по 2р идентичных катушечных групп, состоящих из q концентрических раэновитковых и разношаговых катушек, причем шаг каждой последующей катушки меньше на два пазовых деления шага предыдущей катушки, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения ее фильтрующих свойств путем более эффективного подавления высших пространственных гармоник поля, за исключением зубцовых, стороны катушек наибольшего шага, равного полюсному делению, двух смежных катушечных групп, принадлежащих одной и той же фазе, расположены в одном пазу, а число витков
Ной катушки выполнено в соответствии с соотношением, л „ i — 1
w,= Int(w(с))
sin
X где д/ = щ/ cps при четных числах;
zAl номерами1-1+ = Kq и равно М4макс-"
Ц +
- Wm.
При числе фаз m = 2 число витков катушек, хотя и отличается от числа витков катушки концентрической синусной обмотки, но становится пропорциональным синусу углового шага катушки, выраженного в электрических радианах, поэтому отличительные конструктивные признаки предложенной обмотки появляются при числе фаз гп > 2, При подключении обмотки к симметричному m-фазному источнйку питания по катушкам фаз будут протекать токи, которые создадут в зазоре электрической машины магнитное поле, характеризующееся спектральным составом
Р= Р= 2mqk + 1 = — k + 1
2 р гдето=О + 1 2 т,е. указанная обмотка подавляет все высшие гармоники намагничивающих сил, за исключением зубцовых, для которых величина коэффициента обмоточного kwqz равна коэффициенту обмоточному для основной гармоники и определяется формулой
1757026
Я (ИОИРДО КОРМУШЕК) w °:
Ропера пагод йшМййй4ййИ а
1)k(kl)li)NIIIIWI fllekte < IIM NRlle < И 47 Я -Юп cos — /cos — принечетЛ И о а 2еа ных числах; С-05 при = 1; С-Опри1
m > 2 — число фаз обмотки; q > 1 — число пазов на полюс и фазу; р > 1 — число пар полюсов обмотки; ٠— число витков максимально заполненных пазов по условиям допустимой величины коэффициента заполнения паза: ! = 1 2,..., q — номер катушки в катушеч5 ной группе при начале их нумерации с катушки наибольшего шага; Inc — оператор округления числа в фигурных скобках до ближайшего целого числа. 1757026 Составитель H.Ïàðëààè÷ Редактор H.Ëàçîðåíêî Техред М.Моргентал Корректор Н.Бучок Заказ 3096 Тираж: .... Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101
