Трехфазная обмотка совмещенной электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля с полюсностью PЪ=1, а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей P=5 и PЪ=1 выполнена двухслойной с полюсностью P=5 в Z=36 пазах из 6P=30 катушечных групп с шагом катушек по пазам Y<SB POS="POST">п</SB>=3 с группировкой катушек по ряду 21111, повторяемому шесть раз. Номера групп 1+3K, 313K, 5+3K соответственно в первой, второй, третьей фазах, соединенных в каждой фазе последовательно при встречном включении четных катушечных групп относительно нечетных, где K=0, 1, 2, ..., (2P-1=9). Новым является то, что числа витков катушек для катушечных групп с номерами 1+5K, 1+5K±2 относятся как 0,75W<SB POS="POST">K</SB>:1,0W<SB POS="POST">K</SB>:1,25W<SB POS="POST">K</SB>, где 2W<SB POS="POST">K</SB> - число витков в пазу. Трехфазная обмотка применяется в электрических совмещенных машинах переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 Н 02 К 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21), 4392573/24-07. (22) 15.03.88 (46) 30.01.90. Бюл. N - 4 (71) Горьковский политехнический институт (72) В.И. Попов и А.B. Стародубцева (53) 621.313. 333 .2 .045 .58(088 .8) (56) Проектирование электрических машин. Учебное пособие для вузов. Под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980.

Попов В.И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, У 11, с. 36-43.

Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока. Пер. с англ. М.-Л.:

Госэнергоиздат, 1959, с. 224. ь (54) ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА СОВМЕЩЕННОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения— уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции.от поля с полюсностью р = 1, а также улучшение электромагнитных параметров путам

Изобретение относится к якорным обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может использоваться, например,в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

Целью изобретения является уменьшение потерь в меди обмотки путем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля

„„Я0„„1539902 А1

? увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей р = 5 и р = 1 выполнена двух слойной с полюсностью р = 5 в z + 36 пазах из бр = 30 катушечных групп с шагом катушек по пазам у „ = 3 с группировкой катушек по ряду 21111, повторяемому шесть раз. Номера групп

1+3k, 313k, 5+3k соответственно в первой, второй, третьей фазах, соединенных в каждой фазе последовательно при встречном включении четных катушечных групп относительно нечетных, где k = 0,1,2,...,(2р-1=9). Новым яв- с: ляется то, что числа витков катушек для катушечных групп с номерами )+5k, 1+5k+2 относятся как 0,75 w„:1,0 w„:

1,25 w где 2 w „ - число витков в пазу. Трехфазная обмотка применяется в электрических совмещенных машинах переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе, например в одномашинных преобразователях частоты и Р числа фаз. 5 ил.

Ж обмотки с полюсностью р 1, а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и уменьшения дифферен-. циального рассеяния.

На фиг. 1 изображена схема обмотки; на фиг. 2 — чередования ее фазных зон;, на фиг. 3 и 4 — диаграммы ЭДС катушек фазы для полюсности р = 5 (фиг, 3) и

3 1539902 4 р = 1 (фиг. 4); на фиг. 5 — многоугольник МДС обмотки для р = 5.

Обмотка (фиг. 1) выполнена трехфазной двухслойной с полюсностью р = 5 в

z = 36 пазах из бр = 30 катушечных групп с номерами от 1Г до ЗОГ (с номерами для первой фазы 1Г, 4Г, 7Г, 10Г, 1ЗГ, 16Г, 19Г, 22Г, 25Г, 28à — на фиг. 1),с нагом катунек по лазам у „ = ip

3, имеет q = z(6p = 6)5 и фруппифовку катушечных групп по ряду 21111 (повторяется шесть раз). Фазы содержат группы с номерами 1+3k в первой фазе, 3+3k во второй фазе, 5+3k в третьей фазе, где к = 0,1,2,...,(2р-1=

=9), соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных. вкачала фаз обозначены как А, В, С, и 20

8а фиг. 1 фазы соединены в звезду (обмотка допускает и соединение фаз в треугольник). Фазные зоны обмотки обозначены как А-Х, В-У, С-Z и их че1 едование показано на фиг. 2, где 25 ифрами от 1 до 36 пронумерованы пафы обмотки. Векторами ЭДС на фиг.3 и

4 приписаны номера пазов для верхнего слоя катушек и окружность разбита на z = 36 частей (a = 360/36=10 ) 30

Из фиг. 4 видно, что ЭДС взаимоиндукции в фазе обмотки от поля с полюсностью р = 1 при равновитковых катушках (проекции векторов ЭДС катушек на ось симметрии) равна: ЙЕ 1 = 4 ч

-о о О . К

x(cos 5 + cos 75 — соз 35 ) sin x х(Г 3/2" 18) = 0,451 wq, где 2 wq— число витков в пазу, 36/2=18 — полюсное деление для полюсности р = 1.

Для уменьшения этой ЭДС катушки об- 40 мотки выполнены разновитковыми (см. фиг. 2). Принимая для катушек первой фазы числа витков: х w для групп

1Г и 4Г, wk,— для групп 7Г, 10Г, 22Г, 25Г, (2-х) w для. групп 4Г, 13Г, 19Г, 45

28Г, получаем: dE „= 4 w $x.cos 5 +

+ cos 750 — (2-z) cos 35 )sin (и 3/36)= (1,8794 х — 1,4282) w откуда при йЕ „- О получаем х = 0,75 и (2-х)

1,25. Такое соотношение чисел витков обеспечивает одинаковое число витков во всех пазах и при этом ДЕ, 0,0187 w, т.е. dE, уменьшается в

0,451/0,0187 = 24,1 раза. Аналогичным образом выполнены и две другие фазы. 55

ЭДС фазы обмотки для полюсности

p = 5 (см. фиг. 3) получается равной:

Е g = 4 w (0,75. cos 25 + cos 15 + + 1,25 cos 5 ) sin { Г 3/2 ° 3,6) 11,1696. w „и обмоточный коэффициент. равен K 6 = E >/12 w = 11,1696/12 =

0,931.

Многоугольник МДС обмотки (фиг.5) построен в соответствии с фиг. 2 с использованием вспомогательной треугольной сетки: слоям паза с 0,75 w к

1,0 w„, 1,25 w„ витками соответствуют для наружного многоугольника соответственно 3,0;,4,0; 5,0 сторон сетки.

По фиг. S определяются: для обмотки фиг. 1, 2 — R = 4,875 — средний радиус пазовых точек (точки с номерами от 1 до 36); R = (36: 0 0 931/5 Г ) =

= 4,55265 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС;

6 = Г(К /R) — 1 ).100 = 7>08K — коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий уровень содержания высших и низших гармонических в кривой МДС обмотки: для двухслойной обмотки по прототипу при р = 5, z = 36, y„= 3 и K gz= 0,924 — R з= 5 0; R

2 (36 0,924/5. Ы) = 4,48445 и 6> =

11,50Х (по внутреннему многоугольнику фиг. 2, где одному слою паза соответствуют 2,0 стороны сетки).

Таким образом, предлагаемая обмотка при одинаковом с обмоткой по про- . тотипу расходе меди имеет значительно меньшую ЭДС ciE„ (в 0,451/0,0187

24,1 раза) и, следовательно, меньше потери в меди от уравнительных токов, а также лучшие электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,931/0,924 раза) и меньший коэффициент Ь (в 11,50/7,08 — i,62 раза).

Применение предлагаемой обмотки в совмещенных электрических машинах позволяет улучшить электромагнитные параметры, уменьшить потери в меди (изза уменьшения уравнительных токов) и в стали (иэ-за уменьшения высших гармонических поля обмотки), повысить

КПД совмещенной машины, Формула изобретения

Трехфазная обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей р = 5 и р = 1, выполненная двухслойной в z = 36 пазах из k = 36 катушек с шагом по лазам у = 3 и бр = 30 катушечных групп с п номерами от 1Г до ЗОГ, содержащая группы с номерами 1+3k, 3+3k, 5+3k соответственно в первой, второй, 5 1539902 6 третьей фазах, соединенных в каждой же снижения дифференциального рассеяфазе последовательно при встречном ния, группы с номерами 1+5c содержат включении четных групп относительно две катушки с числами витков в каждои нечетных и с выводами зажимов начал х т, а остальные группы содержат од5 и концов фаз от начал групп 1Г, 11Г, ну катушку с числом витков w „для

21I и 28Г, 8Г, 18Г, о т л и ч а ю — групп с номерами 2+5c, 5+5c и с чисщ а я с я тем, что, с целью умень- лом витков (2 — х) ° ч „для групп с номе шения потерь в меди путем снижения рами 3+5c, 4+5с, где k = 0,1,2,..., ЭДС взаимоиндукции от поля полюсно - 10 (2р — 1), с = О, 1,2,...,р, а значение стью р = 1, а также улучшения элект- х = 0,7 — 0,8 и выбирается из условия. оомагнитных параметров путем увели-, получения целого числа витков х „ чения обмоточного коэффициента, а так- при числе витков в пазу равном 2 „.

Юаг. f

Л 27 РУ Л И Ы юг. 1

Лб1 2

14

Zf

28

35 юа г

28

27

28 л

У

ff

17

fg

32

20 f91

Фиг,4

f2 62Е юг. Л

1539902

Составитель А. Кецарис

Редактор О. Спесивых Техред А.Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 226 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101