Трехфазная обмотка электрической совмещенной машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля с полюсностью P<SB POS="POST">1</SB>=1, улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента, уменьшения дифференциального рассеяния. Обмотка электрической совмещенной машины с числами пар полюсов полей P=3 и P<SP POS="POST">1</SP>=1 выполнена несимметричной с полюсностью P=3 из девяти катушечных групп с тремя однослойными концентрическими катушками в каждой, с номерами групп 1+3C, 2+3C, 3+3C соответственно в первой, второй, третьей фазах, включенных в каждой фазе последовательно-согласно, где C = 0, 1, 2. Обмотка выполнена в Z=60 пазах, катушки групп выполнены с шагами по пазам Y<SB POS="POST">п</SB>=11-2(к-1) для групп первой, четвертой, седьмой, и их оси смещены относительно друг друга на углы в 2φ/3 рад., Y<SB POS="POST">п</SB>=12-2(к-1) для групп второй, пятой, шестой, девятой и Y<SB POS="POST">п</SB>=13-2(к-1) для групп третьей, восьмой, где к - номера катушек в группах (к=1-3). Углы сдига осей групп равны - 6,5γ и +6,5γ для групп девятой и второй относительно оси группы первой, -7γ и +6,5γ для групп третьей и пятой относительно оси группы четвертой, -6,5γ и +7γ для групп шестой и восьмой относительно оси группы седьмой, где γ=2φ/Z=φ/30 рад. Обмотка применяется в электрических совмещенных машинах переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„1552296 (5t)5 Н 02 К 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHSlM

ПРИ П НТ СССР (21) 4392575/24-07 (22) 15.03.88 (46) 23.03.90. Бюл. № 11 (71) Горьковский политехнический институт (72) В.И.Попов и В.A.Ãëàäèëîâ (53) 621.313.2.045.58 (088.8) (56) Лившиц"Гарик М. Обмотки машин переменного тока. — М,-Л.: Госэнергоиздат, 1959, с.254;

Петров Г.Н. Электрические машины, ч.II. — М.-Л.:Госэнергоиздат, 1963, с.162.

Попов В,И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. — Электричество, 1984, ¹ 11, с.36-43.

Авторское свидетельство СССР № 1121748, кл. Н 02 К 3/28, 1984. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СОВМЕЦЕННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электро машиностроению. Целью изобретения является уменьшение потерь в меди пу= тем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля сполюсностью р = 1, улучшение электромагнитных. параметров путем увеличения обмоточного коэффициента, уменьшения дифференциального рассеяния. Обмотка электрической совмещенИзобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, напри2 ной машины с числами пар полюсов p=3 (, и р =1 выполнена несимметричной с полюсностью р=3 из девяти катушечных групп с тремя однослойными концентрическими катушками в каждой, с номерами групп 1+Зс, 2+Зс, 3+Зс соответственчо в первой, второй, третьей фазах, включенных в каждой фазе последовательно-согласно, где с=0,1,2.

Обмотка выполнена в в=60 пазах, катушкй групп выполнены с шагами по пазам у„ =11-2(k-1) для групп первой, четвертой, седьмой, и их оси смещены относительно друг друга на углы в

2 и /3 рад., уп=12-2(k-l) для групп второй, пятой, шестой, девятой и C у =13-2(k-1) для групп третьей, воеьЮ мой, где k — номера катушек в группах (k=1-3). углы сдвига осей групп равны -6,5у н тр,5у для групп де- Ь, вятой и второй относительно оси группы первой, -7g и +6,5 иодля групп тре- 2 тьей и пятой относительно оси группы четвертой, -6,5)1 и +7Х для групп шес- СЛ той и восьмой относительно оси груп- ЯД пы седьмой, где RI =2 и/z=n/30 рад. bvi

Обмотка применяется в электрических совмещенных машинах переменного тока {;© с двумя разнополюсными магнитными С5 полями, например в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

6 ил. мер, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз, Цель изобретения — уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля с полюсностью р = 1, 155 а также улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

На фиг.1 показаны чередования фазных зон .известной двухслойной трехфазной несимметричной обмотки при р=З и 60 пазах, на фиг.2 — схема предлагаемой обмотки, на фиг,З вЂ” диаграмма сдвига осей катушечных групп предлагаемой обсотки для полюсности р=З; на фиг.4 — диаграмма ЭДС катуШечных групп предлагаемой обмотки для полюсности р =1, на фиг.5 и 6— многоугольники МДС .предлагаемой (фиг.5) и известной (фиг.б) обмоток, Обмотка (фиг.2) выполнена трехфазной с полюсностью р=З в z=60 паЗах из девяти катушечных групп (с номерами от 1Г до 9Г) с однослойными

Концентрическими катушками с шагами по пазам у„ =11-2 (к-1) = 11, 9, 7 для групп 1Г, 4Г, 7Г, у„=12-2 (k-1) =12, 10, 8 для групп 2Г, 5Г, 6Г, 9Г, уд =

=13-2 ° (k-1) =13, 11, 9 для групп ЗГ, 8Г, где k=1-3 — номер катушки в группе ° Фазы содержат группы с номерами

1 + 3c, 2 + Зс, 3 + 3e соответственно в первой, второй, третьей фазах, включенных в каждой фазе последовательно-согласно. На фиг.2 начала фаз обозначены как А, В, С и фазы соединены в звезду. Оси групп 1Г; 4Г, 7Г смещены относительно друг друга на углы в 2 «/3 радиан. Угол сдвига других групп равен: -6,5 t(и +6,5$ для групп 9Г и 2Г относительно оси группы 1Г; -7 и +6,5(для групп

ЗГ и 5Г относительно оси группы 4Г, -6,5 и +7 для групп 6Г и 8Г относительно оси группы 7Г (фиг.2).

При этом пазы с номерами 16, 20, 33, 40, 53, 57 обмоткой не заняты (на фиг.2 эти пазы показаны жирными пунктирными линиями). При выполнении трехфазной обмотки с p=3 в z=60 пазах двухслойной с группировкой катушечных групп по ряду 433334343, повторяемой дважды, и сшагом катушек по пазам у„ =8, чередования фазных зон показаны на фиг. 1 и обозначены как А-Х, В-Y С-Z, где цифрами от 1 до 60 пронумерованы пазы обмотки.

Для предлагаемой обмотки (фиг.2)

ЗДС катушечных групп для полюсности р=З пропорциональны коэффициентам укорочения их катушек и равны: для групп 1Г, 4Г, 7Г с у„=11-2 ° (k-1) 2296

2 866383 ° 2w< для групп 2r УГ 6Г

9Г с уп=12-2 (k-1)-2,902112 2w<, для групп ЗГ, 8Г с у =13-2 (k-1)-2,866383(5

2ы„, где 2 w — число витков в пазу.

С учетом углов сдвига осей катушечных групп (фиг.2) по фиг.3 где

=360/z=6, определяются ЗДС фаз А, В, С и их углов сдвига: Е д= 17,1983, 10 Евз=Есз=17 2939» Члв=д/дс= 119 973

Ц в=120,054"; линейные ЭДС равны: а=

=Ъ=29,8671, с=29,96207," среднее значение обмоточного коэффициента для полюсности р=З равно К =0,959, а средний шаг катушек по йазам равен у =(10 4+9 3+11.2)/9=89/9. Коэффиаср циент несимметрии обмотки фиг.2 определяется как: S =а+Ь+с=89,69627, А =а 3 $(Б-2а) ° ($-2Ь) (Б-2c) /6

=446, 96883; В= (а +Ъ +с ) /6=446, 96481, D = А +$ 29,$9$72; D = A -Б

=0,0637965 и К c=(D /О )100 =

=О, 2134Х.

25 Аналогичным образом для известной двухслойной обмотки (фиг. 1) определяются: Е =З g =. 18,13378, Eq

343 . VAg 1 18 °

=120, 535; Ко э=0,9053 н Кдв

=0,390K.

Эдс катушечных групп предлагаемой обмотки (фиг.2) для полюсности р =1 равны: для групп 1Г, 4Г, 7à — 1,35701А х2м„, для групп 2Г, 5Г, 6Г, 9Г—

35 1,4945 ° 2 кь дпя д.рупп ЗГ, 8Г

1,6280 2ч и тогда по фиг.4 ЭДС взаимоиндукции фаз от поля с р =1 рав-. ны: ДЕ,=O и ЬЕ(2< =ЬЕ,, =0,274 w<, Длядвухслойной обмотки по фиг.1 эти ЭДС

40 равны: /(ЕМ ЬЕМ =О 204 антк H ЬЕс =

=0,483 w((.

Для многоугольников МДС (фиг.5 и 6) векторы токов фазных зон (фиг.1)

45 изображены в центре многоугольников, а для их построений использована вспомогательная треугольная сетка.

По фиг.5 для предлагаемой обмотки (фиг.2) определяются: К =1656/54квадрат среднего радиуса пазовых

50 точек (точки с номерами от 1 до 60), $

К =(54 0,959/3 J() =30,191346 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС; 8А =(К /К -1) 100=

=1,573 — коэффициент дифференциаль55 ного рассеяния, характеризующий процентное содержание высших (и низших) гармонических в кривой МДС обмотки.

Аналогичным образом для известной об5 15522 мотки (фиг.1) по фиг.6: R+=33,9, Rz=

=(60 0,9053/3 n) =33,215843 и Я

=2,060Е.

Таким образом, предлагаемая обмотка (фиг.2) отличается расширенной об5 ластью применения, так как выполняется в 60 пазах, а по сравнению с известной двухслойной несимметричной обмоткой при p=3 и 60 пазах по фиг.1 она имеет меньшие потери в меди от уравнительных токов из-за меньшей величины ЭДС Е1, а также улучшенные параметры: больший обмоточный коэффициент (в 0,959/0,9053=1,059 раза), 1 меньший коэффициент несимметрии линейных напряжений (в 0,390/0,2134

=1,83 раза), меньшее дифференциальное рассеяние (в 2,06/1,573=1,31 раза).

Применение такой обмотки в совме- 2р щенной электрической машине позволяет уменьшить потери в меди (из-за меньшей величины ЭДС взаимоиндукции от поля с полюсностью р =1) и в стали (из-за меньшего содержания высших 25 гармонических в кривой МДС обмотки), увеличения тем самым КПД машины, а также снизить коэффициент несимметрии линейных напряжений обмотки. Предлагаемая обмотка может применяться и 30 в других таких совмещенных электрических машин, выполняемых в магнитопроводе серийных асинхронных машин.

96 б

Формула изобретения

Трехфазная обмотка электрической совмещенной машины с числами пар полюсов полей p=3 и р =1, выполненная несимметричной из 3p=9 катушечных групп с номерами от 1Г до 9Г, содержащая группы с номерами 1+3c, 2+3c, 3+Зс соответственно в первой, второй, третьей фазах, соединенных в каждой фазе последовательно-согласно с выводами зажимов начал и концов фаз от начал групп 1Г, 2Г, ЗГ и концов групп

7Г, 8Г, 9Г, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции от поля с полюсностью р =1, а также улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и уменьшения дифференциального рассеяния, обмотка уложена в z=60 пазах с номерами от 1 до 60 и каждая катушечная группа содержит три концентрические катушки с шагами по пазам у„„ =11-2 (k-1) для групп 1Г, 4Г, 7Г, y„„ =12-2 ° (k-1) для групп 2Г, 5Г, 6Г, 9Г, „„=13-2 (k 1) для групп ЗГ, 8Г, причем начала групп от 1Г до 9Г уложены в пазы 1, 7, 13, 21, 27, 34, 41, 47> 54 соответственно, где с=0, 1, 2; k-=1, 2, 3 — номер катушки в группе.

1 5 7 g 11 g 1 П19 21О25Z7 Я 3 Л 553759 414ЮФЮ47 f957Я 5557 59

z a х а A z в х а A г в х а

z a х а у A z Р х с у A г,у х а

1552296 ч чг ю

Составитель А.Кецарис

Текред g.Кравнук Корректор М,Максимишинец

Редактор Е.Папп

Подписное

Тираж 439

Заказ 336

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