Трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2p=12·c полюсах в z=75·c пазах

Использование: электромашиностроение, трехфазные асинхронные и синхронные электрические машины, фазный ротор асинхронных двигателей. В изобретении ставится задача снижения коэффициентов несимметрии и дифференциального рассеяния m=3-фазной, m'=3-зонной несимметричной петлевой дробной обмотки при 2р=12·с полюсах в z=75·c пазах и q=z/3p=25/6. Сущность изобретения: трехфазная несимметричная дробная обмотка при 2р=12·с полюсах в z=75·c пазах выполняется двуслойной m'=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=25/6 из 18·с катушечных групп с номерами 1Г...18Г·c и группировкой 5 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4, повторяемой с раз. В группах 1Г...18Г концентрические катушки имеют шаги по пазам уni=10, 8, 6, 4, 2 с числами витков (1-x)wк, wк, wк, wк, (1-x)wк для всех пятикатушечных групп и у'пi=9, 7, 5, 3·с wк, (1+x)wк, wк, (1-x)wк витками для четырехкатушечных 2Г, 3Г, 13Г, 14Г, 17Г, а остальные группы при у'пi=6, 6, 6, 6 имеют (1-x)wк, wк, (1+x)wк, wк витков в 4Г, 5Г, 6Г, 7Г, 18Г и wк, (1+x)wк, wк (1-x)wк витков в 9Г, 10Г, 11Г, 12Г, 16Г, где с=1, 2, 3,..., 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой, а значение х=0,48. 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 5 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4 для q=25/6; из-за несимметрии фаз возрастает дифференциальное рассеяние σд.

В изобретении ставится задача снижения коэффициентов несимметрии, дифференциального рассеяния несимметричной m'=3-зонной обмотки при q=25/6.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной несимметричной дробной обмотки при 2p=12·c полюсах в z=75·c пазах, выполняемой двуслойной m'=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=25/6 из 18·с катушечных групп с номерами 1Г...18Г и группировкой 5 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4445444, повторяемой с раз:

В группах 1Г...18Г концентрические катушки имеют шаги по пазам уni=10, 8, 6, 4, 2 с числами витков (1-x)wк, wк, wк, wк, (1-х)wк для всех пятикатушечных групп и у'ni=9, 7, 5, 3 с wк, (1+х)wк, wк, (1-x)wк витками для четырехкатушечных 2Г, 3Г, 13Г, 14Г, 17Г, а остальные группы при y'ni=6, 6, 6, 6 имеют (1-x)wк, wк, (1+х)wк, wк витков в 4Г, 5Г, 6Г, 7Г, 18Г и wк, (1+х)wк, wк (1-х)wк витков в 9Г, 10Г, 11Г, 12Г, 16Г, где c=1, 2, 3,..., 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой, а значение х=0,48.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1, 2p=12, z=75 с номерами 1...75 снизу, 3р=18 группах с номерами 1Г...18Г сверху, чередованиями фазных зон А-В-С верхнего, X-Y-Z нижнего слоев и снизу размечены сдвиги осей групп, где зачерненные пазы имеют неполное заполнение при z'=z-6х пазах, полностью заполненных обмоткой; на фиг.2 построена диаграмма сдвигов групп, их ЭДС фаз ЕА, ЕВ, ЕС относительно оси симметрии 8Г, 17Г; 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, 10Г, 13Г, 16Г в фазе I; 2Г, 5Г, 8Г, 11Г, 14Г, 17Г в фазе II; 3Г, 6Г, 9Г, 12Г, 15Г, 18Г в фазе III с началами из 1Г, 2Г, 3Г, а фазы могут сопрягаться в Y или Δ. При, например, с=2 обмотка имеет 2р=24 полюса, z=150 пазов и 36 катушечных групп 1Г...36Г.

Для обмотки фиг.1 ЭДС групп определяются по коэффициентам укорочения концентрических катушек Куi=sin(90упiп)=sin(14,4°упi) при полюсном делении τп=z/2p=6,25: Eт.б=3,816721-x1,069539 для больших и Eт.м=3,388404+x0,2977402 для малых групп 2Г, 3Г, 13Г, 14Г, 17Г. Диаграмма фиг.2 построена для 2р=12, z=75 и αп=360°/z=4,8° при углах сдвигов осей групп по фиг.1, по которой: EB=E+E+E11Г+E17Г+2E+cos3αп=20,54584+x0,28326 - вертикальный вектор, Е2A=a'2+b'2-2a'b'cos(180°-3αп) при а'=E+E13Г=6,77681+x0,53688, b'=E16Г=13,981933-х0,352114; для х=0-ЕАС=20,6116, а угол γ (фиг.2) определяется по теореме синусов а'/sinγ=EA/sin(180°-3αп), откуда γ=4,6901° и углы сдвигов фазных ЭДС равны: ϕBABC=120°-αп+γ=119,8901 и ϕAC=120,2198°. По фазным ЭДС и их углам сдвигов определяются линейные ЭДС а=EBA=b=Евс=35,6236, с=E'AC=35,7397 и тогда по выражениям: S=а+b+с, A=(a2+b2+c2)/6, Kнес=(F/D) [Петров Г.Н. Электрические машины, ч.2. Асинхронные и синхронные машины. М. - Л.: ГЭИ, 1963, с.162] вычисляется коэффициент несимметрии Кнес%=0,230% при обмоточном коэффициенте Kоб=(EAC+2EBA)/√3z=0,82358.

Подобным образом для неравновитковой обмотки по фиг.1 при х=0,50: ЕB=20,6875, ЕАC=20,7041, γ=4,8545°, ϕВАВС=120,0545°, ϕАС=119,8910°, а=b=ЕBABC=35,8560, c=EAC=35,8408, Kнес%=0,088, Kоб=(EAC+2EBA)√3z'=0,86244 при z'=z-6x=72, т.е. она имеет больший Коб, меньший Кнес% (в 0,23/0,088=2,61 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, Kоб=0,82358-R2д=855/75, Ro=75·0,82358/6π и σд%=6,16; при х=0,5, Коб=0,86244-R2д=857,25/75, Rо=72·0,86244/6π (для z'=72), σд%=5,32, т.e. σд% снижается в 6,16/5,32=1,16 раза. С учетом изменений Коб, Кнес%, σд% обмотка фиг.1 при х=0,50 имеет высокую эффективность Кэф=(0,86244/0,82358)(0,230/0,088)(6,16/5,32) (72/75)=3,0; при х=0,48 эффективность обмотки возрастает: Коб=0,86083 (при z'=z-6x=72,12), Кнес%=0,027, σд%=5,22 и Кэф=10,1, а при 0,45<x=Xопт<0,50 достигается практически полная симметрия обмотки (Кнес%=0).

Предлагаемая m'=3-зонная обмотка в сравнении с m'=6-зонной при z=75, 2p=12, q=z/6p=25/12=2+1/12, уп=6 имеет пониженные Кнес, σд и значительно проще ее в изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп.

Ее применение позволяет упрощать изготовление, 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 2р=12·с полюсах в z=75·c пазах, выполняемая двуслойной m'=3-зонной с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=25/6 из 18·с катушечных групп с номерами 1Г...18Г·c и группировкой 5 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4, повторяемой с раз, отличающаяся тем, что в группах 1Г...18Г концентрические катушки имеют шаги по пазам yпi=10, 8, 6, 4, 2 с числами витков (1-x)wк, wк, wк, wк, (1-х)wк для всех пятикатушечных групп и y'пi=9, 7, 5, 3 с wк, (1+x)wк, wк, (1-x)wк витками для четырехкатушечных 2Г, 3Г, 13Г, 14Г, 17Г, а остальные группы при y'пi=6, 6, 6, 6 имеют (1-x)wк, wк, (1+x)wк, wк витков в 4Г, 5Г, 6Г, 7Г, 18Г и wк, (1+x)wк, wк, (1-x)wк витков в 9Г, 10Г, 11Г, 12Г, 16Г, где с=1, 2, 3, ...; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой, а значение х=0,48.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Изобретение относится к области электротехники и касается создания автономных источников энергии на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронных генераторах с конденсаторным возбуждением, составляющих основу автономных источников электроэнергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании автономных источников электроэнергии, рассчитанных на повышенную частоту тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании автономных источников электроэнергии, рассчитанных на повышенную частоту тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании автономных источников энергии с повышенными эксплуатационными показателями на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением.

Изобретение относится к области электротехники и позволяет создавать автономные источники энергии с повышенными эксплуатационными показателями на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании автономных источников энергии на основе асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением с улучшенными эксплуатационными показателями.

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД).

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей осуществления способа изготовления обмотки электродвигателя, имеющего статор с цилиндрическими сердечником и обмоткой, состоящей, в частности, из двух слоев витков.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в статорах трехфазных асинхронных и синхронных электрических машин, а также в фазных роторах асинхронных двигателей.

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

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно - к обмоткам электрических машин. .

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.

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

Изобретение относится к трехфазным обмоткам электрических машин переменного тока, может использоваться на статоре асинхронных и синхронных машин, фазном роторе асинхронных двигателей (АД)
Наверх