Трехфазная многополюсная двухслойная симметричная обмотка

 

Использование: обмотки электрических машин переменного тока. Сущность изобретения: трехфазная многополюсная двухслойная симметричная обмотка с четным числом пазов на полюс и фазу выполнена из катушек двух типов с разными числами витков . На протяжении каждого двойного полюсного деления одноименные активные стороны катушек размещены в группах, в середине которых размещены стороны катушек первого типа, а на краях - стороны катушек второго типа. Соотношение чисел витков катушек разных типов лежит в диапазоне от 0,25 до 0,5 включительно. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 Н 02 К 3/28, 17/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 84 ",;;-, " " -. :., 1р;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4899212/07 (22) 03,01.91 (46) 15.05.93. Бюл. hh 18 (71) Одесский политехнический институт и

Новокаховский электромашиностроительный завод (72) В.Г,Дегтев, В,П.Шевченко, В.П;Чайков-. ский. Д.Н.Шульгин, В,П,Коцюбенко и M.M.ßêîâëåâ (73) В.Г.Дегтев (56) Клоков Б,К. Обмотчик электрических машин. M„R/ш, 1987, с. 45-55. (54) ТР ЕХФАЗ НАЯ М Н ОГО ПОЛ Ю СНАЯ

ДВУХСЛОЙНАЯ СИММЕТРИЧНАЯ ОБМОТКА

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин и может быть использовано в электромашиностроении при изготовлении и укладке обмоток асинхронных и синхронных электрических машин. . Цель изобретения — уменьшение расхода обмоточного провода и улучшение технико-экономических показателей путем уменьшения амплитуд З-й, 5-й и 7-й гармоник МДС (ЭДС).

На фиг. 1 представлены схемы распределения активных сторон катушек первого и . второго типов двухполюсной обмотки, выполненной в Z-12 пазах, т.е. с числом пазов на полюс и фазу q=2. Здьсь и на фиг.2 пози. ция a) отображает распределение активных сторон катушек первого и позиция б) — катушек второго типа, а стороны каждой иэ фаз изображены вертикальными прямыми линиями; для фазы А — жирными. для фазы В— тонкими, для фазы С вЂ” пунктирными. Из

„„Я „„1816335 АЗ (573 Использование: обмотки электрических машин переменного тока. Сущность изобретения: трехфазная многополюсная двухслойная симметричная обмотка с четным числом пазов на полюс и фазу выполнена из катушек двух типов с разными числами витков. На протяжении каждого двойного полюсного деления одноименные активные стороны катушек размещены в группах, в середине которых размещены стороны катушек первого типа. а на краях — стороны катушек второго типа. Соотношение чисел витков катушек разных типов лежит в диапазоне от 0,25 до 0,5 включительно. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, схем следует, что стороны любой из фаз расположены в соответствии с формулой изобретения, Например, все одноименные стороны фазы С занимают 2*q=4 соседних пазов со 2-ro по 5-й включительно, стороны катушек первого типа с числом витков Wi— центральные 3-й и 4-й пазы (q=2), а стороны катушек второго типа с числом витков W2—

2-й и 5-й пазы, т.е. по одному (q/2=1) пазу симметрично центральной группе. Аналогично размещены одноименные катушечные стороны фазы С, занимающие 4 соседних паза с 8-го по 11-й включительно, центральные 9-й и 10-й пазы заняты сторонами катушек первого типа, а 8-й и 11-й— сторонами катушек второго типа. Подобным же образом размещены активные стороны катушек остальных фаз, На фиг.2 дополнительно представлены схемы распределения активных сторон катушек первого и второго типов двухполюсной обмотки, выполненной в 2-24 пазах, т.е.

1816335

5+3 +W*

1 + ° ° ° + Y2i + ° °

Уср

2*(1+ W*)

q g (1 -+- W/: ) 25

v =5*Ус г СЬ = g (H v) — 1, 30

Hv-Kov/(Kop*v), с числом пазов на полюс и фазу о=4. Рисунок наглядно показывает распределения активных сторон катушек фаз А и А, Одноименные стороны катушек первого типа фазы А занимают четыре (q=4) центральных паза (с 1-го по 4-й), а стороны катушек второго типа располагаются по две(q/2=2) симметрично в крайних соседних пазах с номерами 23,24 справа и 5,6 слева. Стороны катушек фазы А первого типа занимают центральные пазы с номерами с 13-ro no

16-й включительно, а стороны катушек второго типа — симметрично расположены в крайних соседних пазах с номерами l1.12 и

19.20. Также в полном соответствии с формулой изобретения располагаются стороны остальных фаэ, Формирование катушек путем соединения в лобовых частях активных сторон, распределенных подобным образом, может быть различным с использованием любой где Y1i — шаг каждой из (2кр) катушек с числом витков W первого типа;

Y2i — шаг каждой из (2кр) катушек с числом витков W второго типа;

W — относительное число витков второй обмотки, равное (W2/W1);

Значения средних шагов в зависимости отW

Уср=1,6; Ycp=4,46: Ycp=4.33 при W*=0,25; W*=0,366; W*=0.5 соответственно, т.е. во всем допустимом диапазоне изменения относительного числа витков W* средний шаг предлагаемой обмотки оказывается меньше, чем в обмотке прототипе. Следовательно. лобовые части в предлагаемой обмотке короче; чем в обмотке прототипа, что обеспечивает экономию обмоточного про.вода.

Сравнительные результаты гармонического анализа по гармоникам порядков: V=3, 5, 7 для обмотки прототипа(о=2, Y=5) и предлагаемой обмотки во всем диапазоне изменения 1/Ч+ приведены в таблице. Данные приведены в виде дроби, числитель которой равен обмоточному коэффициенту Kov no

v-й гармонике, а знаменатель относительной амплитуде этой гармоники, определяемой по выражению: где Кор — обмоточный коэффициент по 1-ой (рабочей) гармонике. известной конструкции обмоток и принципов обьединения катушек в группы, На фиг.3 приведена схема-развертка обмотки с распределением активных катушечных сто5 рон, повторяющим схему фиг.1, для случая соединения активных сторон катушек перного типа (изображены толстыми линиями) с числом витков М/1 в виде однослойной цепной обмотки с шагом катушек по пазам

10 У1--5, а сторон катушек второго типа с числом витков W2 — в виде однослойной обмотки с катуи1ками одинакового шага У2=3, уложенных "вразвалку", Расход обмоточного провода в приве15 денной обмотке согласно изобретению и в прототипе можно сравнить по величине среднего шага Уср, равного для двухслойной обмотки-прототипа шагу по пазам, который выбирается обычно равным

20 Y=(0,8...0.855)=5, а для составной приведенной обмотки определяется по выражению.

Интегрально относительное содержание добавочных гармоник оценивается коэффициентом дифференциального рассеяния т dv, рассчитанного по формуле, где Zo — число пазов на двойном полюсном делении, Значения т dv приведены в крайнем

35- правом столбце таблицы

Сопоставление данных показывает, что во всем допустимом диапазоне изменения

W* относительное содержание наиболее весомых З-ей, 5-ой и 7-ой высших гармоник у

40 предлагаемое обмотки меньше, чем у обмотки прототипа, что гарантирует более высокое качество электромеханического преобразования энергии. При соотношении витков, близком к оптимальному (И/*=0,366) при уменьшении относительной амплитуды

3-й гармоники более 307 по сравнению с прототипом, 5-ая и 7-ая гармоники оказываются полностью подавленным. Аналогичный эффект достигается и для обмотки по формуле изобретения с другими значениями чисел qпазов на полюс и фазу: :q=4, 6, 8, ..., 2l, где k — натуральное число.

Применение предлагаемой обмотки позволяет уменьшить расход обмоточного провода эа счет сокращения длины лобовых частей, на 8...13, снизить добавочные потери и улучшить виброакустические харак1816335

В

А

С и с

1 а) 10 11 12

В С А теристики асинхронных двигателей за счет уменьшения относительных амплитуд 5-ой и 7-оА пространственных гармоник МДС, а также уменьшить несинусоидальность кривой ЗДС на зажимах генераторов трехфазного переменного тока за счет уменьшения содержания в ней 3-ей, 5-ой и 7-ой временных гармоник.

Формула изобретен ия.

Трехфазная многополюсная двухслойная симметричная обмотка с четным числом пазов на полюс и фазу q. о т л и ч а ю щ а яс я ем, что каждая фаза выполнена из катушек первого и второго типов с разными чисС

i

3 4 5

g

Ъщ

t l б) 1 2 3 4 5!

В С А В С лами витков W< и Wz соответственно. одноименные активные стороны которых на протяжении каждого двойного полюсно деления размещены в группе из 2q сосед5 них пазовых делений обмотки, причем .в q пазовых делениях середины группу размещены стороны катушек первого типа, а в крайних ql2 пазовых частях группы — стороны катушек второго типа и отношение чисел

10 витков W2/W> лежит в диапазоне от 0,25 до

0,5 включительно.

2. Обмотка по п.1, отличающаяся тем, что катушки второго и nepaoro типа выполнены с отношением числе витков

15 0366.

8 Q 10 11 12

Ч

< >

2%1

< >

I

6 7 8 9

1 !

А В С А

1816335

В

А а) 1 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415161718192021 222324

< >

< >

6) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

В С А В

С А В С, A Э С А

Фиг. 2

СФ С2

Сб CI CS!

Редактор

Корректор С.Лисина

Заказ 1652 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!! !

< ц/2 — > — <—

Составитель Л.Мозель

Техред М.Моргентал

< цЛ вЂ” > — <—