Трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2p=6c полюсах в z=21c пазах

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей. Технический результат - снижение коэффициентов несимметрии и дифференциального рассеяния m=3-фазной, m′=m=3-зонной несимметричной петлевой дробной обмотки при 2p=6c полюсах в z=21с пазах и q=z/3p=7/3. Сущность изобретения состоит в том, что в трехфазной несимметричной дробной обмотке при 2р=6с полюсах в z=21с пазах, выполняемой двуслойной m′=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=7/3 из 3рс катушечных групп 1Г...9Г с группировкой 3 2 2 2 2 3 2 3 2, повторяемой с раз, согласно изобретению концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=5, 3, 1 и числа витков (1-х)wк, (1+х)wк, (1-х)wк для трехкатушечных групп 1Г, 6Г, 8Г, соответственно, шаги по пазам у′пi=4, 2 и числа витков (1+x)wк, (1-x)wк,соответственно, для двухкатушечных групп 3Г, 4Г, 7Г, 9Г, а для катушечных групп 2Г, 5Г при шаге по пазам уп=3 числа витков катушек равны (1+х)wк, (1-х)wк в катушечной группе 2Г и числа витков катушек равны (1-х)wк, (1+х)wк в катушечной группе 5Г, при этом число витков в остальных катушках катушечных групп равно wк, где с=1, 2, 3,...; 2wк - число витков в пазах, полностью заполненных обмоткой; х=0,6. 4 ил.

 

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока асинхронных двигателей (АД) и синхронных генераторов (СГ).

Известны петлевые двухслойные m=3-фазные дробные обмотки, выполняемые при 2р полюсах в z пазах из m′p катушечных групп с равношаговыми или концентрическими катушками при среднем шаге по пазам yк≈z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/m′p=b+c/d, где m′=2m=6 или m′=m=3 - число фазных зон на пару полюсов, c/d<1; по условиям симметрии отношения 2p/d - целые, d/m - нецелые [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-394].

Группировки катушек в группах дробных несимметричных (d/m - целое) обмоток задаются рядами и зависят от c/d [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока./Пер. с англ. Л.: ГЭИ,1959, с.254], например 3 2 2 2 2 2 3 2 3 2 для q=7/3; из-за несимметрии фаз возрастает дифференциальное рассеяние.

В изобретении ставится задача снижения коэффициентов несимметрии, дифференциального рассеяния несимметричной m′=3-зонной обмотки при q=7/3.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной несимметричной пробной обмотки при 2р=6с полюсах в z=21с пазах, выполняемой двуслойной m′=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3р=7/3 из 3рс катушечных групп 1Г...9Г с группировкой 3 2 2 2 2 3 2 3 2, повторяемой с раз:

концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=5, 3, 1 с числами витков (1-x)wк,(1+х)wк, (1-x)wк для групп трехкатушечных 1Г, 6Г, 8Г, y'пi=4,2 с числами витков (1+x)wк, (1-х)wк для двухкатушечных групп 3Г, 4Г, 7Г, 9Г, а для групп 2Г, 5Г при yп=3 - (1+x)wк, (1-х)wк витках катушек в 2Г и (1-х)wк, (1+х)wк в 5Г при wк витках в остальных катушках групп, где с=1, 2, 3,..., х=0,6, а 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1, 2р=6, z=21 с номерами 1...21 снизу, 3р=9 группах с номерами 1Г...9Г сверху, чередованиями фазных зон А-В-С верхнего, X-Y-Z нижнего слоев и зачерненные пазы содержат 2(1-х)wк витков при 2wк витках в остальных пазах, а снизу размечены сдвиги осей групп, на фиг.2 построена диаграмма сдвигов групп, их ЭДС фаз ЕА, ЕВ, ЕС, относительно оси симметрии 8Г; на фиг.3, 4 по треугольной сетке построены многоугольники МДС обмотки для катушек равно - (фиг.3) и неравновитковых (фиг.4). Обмотка, фиг.1, соединяется при последовательно-согласном включении групп: 1Г, 4Г, 7Г в фазе I, 2Г, 5Г, 8Г в фазе II, 3Г, 6Г, 9Г в фазе III с началами из 1Г, 2Г, 3Г; фазы могут сопрягаться в Y и Δ. При с=2, 3,... обмотка имеет 2р=6с=12, 18,... полюсов, z=21с=42, 63,... пазов и 3рс=18, 27,... групп.

Для обмотки фиг.1 ЭДС групп определяются по коэффициентам укорочения концентрических катушек Kyi=sin(90yпiп)=sin(180°упi/7) при полюсном делении τп=z/2р=3,5: Кyi=(1-х)0,781832 (упi=5), (1+х)0,974928 (упi=3), (1-x)0,433884 (yпi=1) при Ег.б=2,190643-х0,240787 для групп трехкатушечных (больших), (1+х)0,974928 (y′пi=4), (1-х)0,781832 (y'пi=2) при Ег.м=1,75676+х0,193097 групп 3Г, 4Г, 7Г, 9Г двухкатушечных (малых). Диаграмма фиг.2 построена для 2р=6, z=21, αп=360°/z=120°/7 при углах сдвигов осей групп по фиг.1: 8Г→9Г=2,5αпр=120°+0,5αп и 8Г→7Г=240°-0,5αп; 8Г→1Г=5αпp=240°+αп и 8Г→6Г=120°-αп; 8Г→2Г=7,5αпр=360°+1,5αп и 8Г→5Г=360°-1,5αп; 8Г→3Г=9,5αПр=120°+0,5αП; и 8Г→4Г=240°-0,5αП, по которой: EВ=E8Г(б)+2E2Г(м)cos1,5αп=5,356214+x0,493353 - вертикальный вектор, где для неконцентрических групп 2Г, 5Г - 2x[cos1,5αп-cos(1,5+0,5·3)αп]0,974928=x0,734141; Е2А=(2Е4Г(м))221Г(б)-4Е4Г(м)Е1Г(б)cos(180°-1,5αп - по теореме косинусов и при х=0 - ЕAC=5,56893, угол γ на (фиг.2) определяется по теореме синусов 2Е/sinγ=EA/sin(180°-1,5αп), откуда γ=15,8872° и тогда углы сдвигов фазных ЭДС равны ϕBABC=120°-αп+γ=118,7443 и ϕAC=122,5114°. По фазным ЭДС и углам сдвигов определяются линейные ЭДС а=ЕBA=b=ЕBC=9,40165, с=ЕAC=9,76540 и тогда по выражениям: S=а+b+с, А=(а2+b22)/6, B= D=, Kнес%=(F/D) [Петров Г.Н. Электрические машины, ч.2. Асинхронные и синхронные машины. М.-Л.: ГЭИ, 1963, c.162] вычисляется коэффициент несимметрии Кнес%=2,56% при Коб=(ЕАС+2ЕВА)/·21=0,78544.

Подобным образом для неравновитковой обмотки по фиг.1 при х=0,6: ЕВ=5,65223, ЕАС=5,65885, γ=16,688°, ϕВАВС=119,5452°, ϕАС=120,9096°, а=ЕВА=b=ЕВС=9,7732, с=ЕАС=9,8460, Кнес%=0,63, Kоб=(EАС+2EВА)(z-3x)=0,88384 и z′=21-3x=19,2 - эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов, т.е. она имеет больший Коб и меньший Кнес% (в 2,56/0,63=4,1 раза).

Из многоугольников МДС фиг.3, 4 (с единичными векторами токов фазных зон A-Z-B-X-C-Y в центре) по треугольной сетке и соотношениям

определяется коэффициент дифференциального рассеяния σД%, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу МДС при квадрате среднего радиуса j=1...z пазовых точек R2д радиусе Ro окружности для основной гармонической [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по многоугольникам МДС//Электричество, 1997, №9, с.53-55]:

По (1)-(2): при x=0, Коб=0,78544 - R2д=81/21, Ro=21·0,78544/3π и σД%=25,93; при х=0,6 и Коб=0,88384 - R2д=77,76/21, Ro=19,2·0,88384/3π, σД%=14,22 %, т.е. σД% снижается в 25,93/14,22=1,82 раза. С учетом изменений Коб, Кнес%, σд% обмотка по фиг.1 при х=0,6 имеет высокую эффективность Кэф=(0,88384/0,78544)(2,56/0,63)(25,93/14,22)(19,2/21)=7,65; при оптимальном значении х=хопт - Кнес%=0.

Предлагаемая m′=3-зонная обмотка в сравнении с m′=6-зонной при z=21, 2р=6, q=z/6р=7/6, уп=3, группировке 211111121111112111, Коб=0,9250, Кнес%=0,82, σД%=14,65 имеет пониженное Кнес и σД при вдвое меньшем числе групп.

Ее применение позволяет снижать добавочные потери в роторе и магнитные шумы в АД с к.з. ротором, улучшать форму кривой напряжения в СГ.

Трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2p=6с полюсах в z=21с пазах выполняемая двуслойной m′=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3р=7/3 из 3рс катушечных групп 1Г...9Г с группировкой 3 2 2 2 2 3 2 3 2, повторяемой с раз, отличающаяся тем, что концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=5, 3, 1 и числа витков (1-x)wк, (1+x)wк, (1-x)wк для трехкатушечных групп 1Г, 6Г, 8Г, соответственно, шаги по пазам y′пi=4, 2 и числа витков (1+х)wк, (1-х)wк, соответственно, для двухкатушечных групп 3Г, 4Г, 7Г, 9Г, а для катушечных групп 2Г, 5Г при шаге по пазам уп=3 числа витков катушек равны (1+х)wк, (1-х)wк в катушечной группе 2Г и числа витков катушек равны (1-х)wк, (1+х)wк в катушечной группе 5Г, при этом число витков в остальных катушках катушечных групп равно wк, где c=1, 2, 3,...; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой; х=0,6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к трехфазным асинхронным и синхронным электрическим машинам, и может быть использовано, в частности, в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области элетротехники и электромашиностроении и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности - в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к трехфазным двухслойным катушечным обмоткам двухполюсных электрических машин и может быть использовано при создании электрических машин малой и средней мощности.

Изобретение относится к области электроники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к трехфазным асинхронным и синхронным электрическим машинам, и может быть использовано, в частности, в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области элетротехники и электромашиностроении и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности - в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к трехфазным двухслойным катушечным обмоткам двухполюсных электрических машин и может быть использовано при создании электрических машин малой и средней мощности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электромашиностроении - в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах, в частности в фазных роторах асинхронных двигателей
Наверх