трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c полюсах в z=114·c и z=117·c пазах

Классы МПК:H02K3/04 обмотки, отличающиеся по сечению, форме или конструктивному выполнению, например обмотки с проводниками в виде стержней 
H02K3/28 расположение обмоток или соединений между ними
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество Ярославский электромашиностроительный завод - ОАО "ELDIN" (ЭЛДИН) (RU),
Волжская государственная инженерно-педагогическая академия - ВГИПА (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-11-15
публикация патента:

Использование: электромашиностроение, трехфазные асинхронные и синхронные электрические машины. В изобретении ставится задача снижения коэффициента дифференциального рассеяния трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д симметричной m'=3-зонной электромашинной дробной (q=38/11 и q=39/11) петлевой обмотки. Сущность изобретения: трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2р=22·с полюсах, выполняемой из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...33Г·c: 1) в z=114·c пазах с числом пазов на полюс и фазу q=38/11 и группировкой по ряду 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 3: в первой группировке 1Г...11Г группы четырехкатушечные имеют шаги катушек по пазам уni=8, 6, 4, 2 с числами витков (1-x)wK, w K, wK, (1-x)wK в 1Г, 9Г и (1-x)wK, (1+x)w K, wK (1-x)wK в 3Г, 5Г, 7Г, а трехкатушечные - у'ni =7, 5, 3 с wK, (1+x)wK , wK витками при значении х=0,43; 2) в z=117·c пазах с числом пазов на полюс и фазу q=39/11 и группировкой по ряду 4 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3: в первой группировке 1Г...11Г группы четырехкатушечные имеют шаги катушек по пазам у ni=8, 6, 4, 2 с (1-x)wK, (1+x)w K, wK, (1-x)wK витками и трехкатушечные - у'ni=7, 5, 3 с wK, (1+x)wK , wK витками при x=0,56. Такие распределения неравновитковых катушек повторяются в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3,...; 2wK - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой. 2 н.п. ф-лы, 8 ил. трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068

трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068

Формула изобретения

1. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2р=22·с полюсах в z=114·c пазах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=38/11, выполняемая из 3р·с катушечных групп с номерами от 1Г до 33Г·с и группировкой катушек по ряду 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 3, повторяемому 3·c раз, отличающаяся тем, что в первой группировке 1Г...11Г группы четырехкатушечные имеют шаги катушек по пазам унi=8, 6, 4, 2·с числами витков (1-x)wK, wK , wK, (1-x)wK в 1Г, 9Г и (1-x)wK, (1+x)wK , wK, (1-x)wK в 3Г, 5Г, 7Г, а трехкатушечные - у'нi=7, 5, 3 с wK (1+x)wK , wK витками при значении х=0,43, и такое распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3,...; 2wK - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

2. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2р=22·с полюсах в z=117·c пазах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=39/11, выполняемая из 3р·с катушечных групп с номерами от 1Г до 33Г·с и группировкой катушек по ряду 4 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3, повторяемому 3·c раз, отличающаяся тем, что в первой группировке 1Г...11Г группы четырехкатушечные имеют шаги катушек по пазам унi=8, 6, 4, 2 с числами витков (1-x)wK, (1+x)wK, wK, (1-x)wK, а трехкатушечные - у'нi=7, 5, 3 с wK , (1+x)wK, wK витками при значении х=0,56, и такое распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3,...; 2wK - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

Описание изобретения к патенту

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

Известны петлевые двухслойные симметричные m=3-фазные, 2р-полюсные обмотки, выполняемые в z пазах из m'p катушечных групп с катушками равношаговыми или концентрическими при среднем шаге по пазам yKтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п=z/2p, числе пазов на полюс и фазу q=z/m'p, где m'=2m=6 или m'=m=3 - число фазных зон на пару полюсов [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, с.392-394]. Дробные обмотки при q=z/m'p=N/d и dтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 2 некратных m=3 создают гармонические МДС по ряду трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 =km'/d±1 [там же, с.450], в том числе низшие трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 <1 при возрастании дифференциального рассеяния трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%, где ±k - целое число, дающее порядок гармонической трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 >0 при прямом (+) или встречном (-) вращении.

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния m'=3-зонной обмотки при 2р=22·с полюсах в z=114·с, z=117·с пазах, выполняемой с q=z/3p=N/11 (N=38 и 39) из 3р·с групп по известным группировкам катушек в группах [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока./Пер. с англ. Л.: ГЭИ, 1959, с.225], повторяемым 3·c раз.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной двухслойной электромашинной обмотки при 2р=22·с полюсах, выполняемой из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...33Г·с: 1) в z=114·с пазах с числом пазов на полюс и фазу q=38/11 и группировкой по ряду 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 3: в первой группировке 1Г...11Г группы четырехкатушечные имеют шаги катушек по пазам уni=8, 6, 4, 2 с числами витков (1-х)wK, w K, wK, (1-х)wK в 1Г, 9Г и (1-x)wK, (1+х)w K, wK, (1-х)wK в 3Г, 5Г, 7Г, а трехкатушечные - y'ni =7, 5, 3 с wK, (1+х)wK , wK при x=0,43; 2) в z=117·с пазах с числом пазов на полюс и фазу q=39/11 и группировкой по ряду 4 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3: в первой группировке 1Г...11Г группы четырехкатушечные имеют шаги катушек по пазам уni=8, 6, 4, 2 с числами витков (1-x)wK, (1+х)w K, wK, (1-x)wK , а трехкатушечные - у'ni=7, 5, 3 с wK, (1+x)wK, w K при х=0,56. Такие неравновитковые распределения повторяются в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3,...; 2w K - число витков полностью заполненных пазов.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1 и z=114, 2р=22 с группами 1Г...33Г (пронумерованы сверху) для z'=z/3=38 пазов с номерами 1...38 снизу, чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С и X-Y-Z в верхнем и нижнем слое, где зачерненные пазы имеют неполное заполнение при эквивалентных zэ=3(N-x) полностью заполненных пазах; на фиг.2 показана диаграмма сдвигов осей групп зон А относительно оси симметрии 16Г; на фиг.3 и 4 по треугольной сетке при ее стороне в единицу длины построены многоугольники МДС обмотки по фиг.1 при х=0 (фиг.3) и х=0,5 (фиг.4). На фиг.5...8 показано то же, что и на фиг.1...4, но для обмотки при z=117, оси симметрии в 7Г, zэ=3(N-x). Такие m'=3-зонные обмотки по фиг.1 и 5 соединяются при последовательно-согласном включении групп 1Г+(3к)Г=1Г, 4Г, 7Г,... в фазе I, 12Г+(3к)Г=12Г, 15Г, 18Г,... фазе II, 23Г+(3к)Г=23Г, 26Г, 29Г,... фазе III, a фазы могут сопрягаться в Y или трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 ; при, например с=2-2р=44 при z=228; 234.

Для обмотки фиг.1 равновитковой (х=0) обмоточный коэффициент К обо по коэффициентам укорочения Ку =sin(90°УK/трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п) при уK=5, трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п=z/2p=57/11, распределения K p=sin(60°)/Nsin60°/N равен Kобо =KyKp=0,82584; при хтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 0 к Кобо добавляется значение неравновитковости катушек, определяемое по фиг.2 при трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п=360°/z=60°/19; -2x(0,65675+0,56981)cos2трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п=-x2,43823 для 1Г+31Г, -x(0,65675-0,96940+0,56981)(1+2cosтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п)=-x0,7707 для 16Г+7Г+25Г, +2х0,998482(cos0,5трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п+cos1,5трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 п+cos2,5aп)=+x5,96438 для 4Г+28Г+10Г+22Г+13Г+19Г при Куi=0,656752 (уni=8), 0,96940 (уni =6), 0,56981 (уni=2), 0,998482 (у' ni=5), КобоN=31,3820, трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 х=+2,75545 и

трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068

Из многоугольников МДС фиг.3 и 4 (в центре показаны единичные векторы токов фазных зон) по треугольной сетке и соотношениям [Попов В.И. Определение и оптимизация параметров трехфазных обмоток по их многоугольникам МДС//Электричество, 1997, №9, с.53-55]

трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068

определяется коэффициент дифференциального рассеяния трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу МДС, где R2 д - квадрат среднего радиуса j=1...N=38 пазовых точек, Ro и Коб - для гармонической трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 =1:

трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068

По (1)-(3) из условия d(трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д)/d(х)=0 вычисляется оптимальное xопт=0,43, соответствующее трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%мин: Kоб=0,86683, R2 д=317,3826/38, Ro=112,71·0,8668/11трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 , трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%мин=4,49 для zэ =3(N-x)=3·37,57=112,71, а при х=0-трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%=9,21, т.е. значение трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д% обмотки по фиг.1 снижается в 9,21/4,49=2,05 раза (из-за устранения гармонической МДС трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 =1/11), а с учетом изменений Коб и zэ ее эффективность равна К эф=(0,86683/0,82584)(9,21/4,49)zэ /z=2,13. В сравнении с m'=6-зонной обмоткой при q=z/6p=19/11, уп=4, Kоб=0,8944, трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%=5,20 предлагаемая m'=3-зонная эффективнее в Кэф=(0,8668/0,8944)(5,20/4,49)z э/z=1,11 раза и значительно проще в изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп.

Подобным образом по фиг.5...8 для z=117: Коб=(32,1143+х3,2935)/(39-х), R2 д=(330+10x+52x 2)/39 и при xопт=0,56-К об=0,88342 и трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%мин=3,83 для zэ =3(N-х)=3·38,44=115,32, а при х=0-трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д%=8,87, т.е. трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 д% обмотки по фиг.5 снижается в 8,87/3,83=2,32 раза при Кэф=2,45.

Применение предлагаемой обмотки на статоре АД позволяет снижать добавочные потери в стали и моменты от гармонических поля, улучшать виброакустические характеристики, повышать КПД, cosтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=22·c   полюсах в z=114·c и z=117·c пазах, патент № 2335068 1, а в маломощных синхронных генераторах улучшать форму кривой выходного напряжения.

Класс H02K3/04 обмотки, отличающиеся по сечению, форме или конструктивному выполнению, например обмотки с проводниками в виде стержней 

обмотка электрической машины переменного тока -  патент 2498481 (10.11.2013)
электродвигатель -  патент 2490772 (20.08.2013)
структуры катушки из фольги и способы их намотки для осевых электродинамических машин -  патент 2471278 (27.12.2012)
однофазный вентильный электродвигатель -  патент 2453968 (20.06.2012)
электромеханический преобразователь -  патент 2441308 (27.01.2012)
ротор асинхронной электрической машины -  патент 2436220 (10.12.2011)
устройство в электрической машине -  патент 2422968 (27.06.2011)
электрическая машина переменного тока -  патент 2411623 (10.02.2011)
короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой асинхронной машины -  патент 2386201 (10.04.2010)
способ изготовления многослойной обмотки статора электрической машины -  патент 2369952 (10.10.2009)

Класс H02K3/28 расположение обмоток или соединений между ними

Наверх