трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах

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:
2004-11-22
публикация патента:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электромашиностроении, в частности - в трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в снижении коэффициента дифференциального рассеяния трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д симметричной m'=3-зонной электромашинной дробной (q=59/11 и q=59/13) петлевой обмотки. Сущность изобретения состоит в том, что трехфазная двухслойная электромашинная обмотка выполняется в z=177·с пазах при 2р=22·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=59/11 из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...33Г·с и группировкой катушек по ряду 65655655655, повторяемому 3·c раз. При этом согласно первому варианту осуществления данного изобретения в первой группировке 1Г...11Г катушки групп имеют шаги по пазам у=13-2(i-1) для шестикатушечных групп и у'=12-2(i'-1) для пятикатушечных групп с числами витков: (1-x)wк в катушках i=1, 6; (1+x)w к в катушках i'=3 и wк витках в остальных катушках групп при х=0,38. Согласно второму варианту осуществления данного изобретения предлагаемая обмотка выполняется также в z=177·с пазах при 2р=26·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=59/13 из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...39Г·с и группировкой катушек по ряду 5545454545454, повторяемому 3·с раз. При этом в первой группировке 1Г...1ЗГ катушки групп имеют шаги по пазам у=11-2(i-1) для пятикатушечных групп и у'=10-2(i'-1) для четырехкатушечных групп с числами витков: (1-x)w в катушках i=1, 5; (1+x)Wк в катушках i=i'=3 и w витков в остальных катушках групп при значении х=0,55. Такие распределения неравновитковых катушек повторяются в каждой последующей группировке, где: с=1, 2, 3; i и i' - номера концентрических катушек в упомянутых выше группах, начиная с наружной; 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой. 2 н.п. ф-лы, 8 ил. трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076

трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076

Формула изобретения

1. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·с пазах при 2р=22·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=59/11, выполняемая из 3р·с катушечных групп с номерами от 1Г до 33Г·с и группировкой катушек по ряду 6 5 6 5 5 6 5 5 6 5 5, повторяемому 3·с раз, отличающаяся тем, что в первой группировке 1Г...11Г катушки групп имеют шаги по пазам упi=13-2(i-1) для шести - и у' пi=12-2(i'-1) для пятикатушечных с числами витков: (1-x)wк в катушках i=1, 6; (1+x)w к в катушках i'=3 и wк витков в остальных катушках групп при значении х=0,38, и такое распределение неравновитковых катушек повторяется в каждой последующей группировке, где c=1, 2, 3; i=1...6 и i'=1...5 - номера концентрических катушек групп, начиная с наружной, a 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

2. Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·с пазах при 2р=26·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=z/3p=59/13, выполняемая из Зр·с катушечных групп с номерами от 1Г до 39Г·с и группировкой катушек по ряду 5 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4, повторяемому 3·c раз, отличающаяся тем, что в первой группировке 1Г...13Г катушки групп имеют шаги по пазам упi=11=2(i-1) для пяти - и у' пi=10-2(i-1) для четырехкатушечных с числами витков: (i-x)w к в катушках i=1, 5; (1+x)wк в катушках i=i'=3 и wк витков в остальных катушках групп при значении х=0,55, и такое распределение неравновитковых катушек повторяются в каждой последующей группировке, где с=1, 2, 3; i=1...5 и i'=1...4 - номера концентрических катушек в группах, начиная с наружной, a 2wк - 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 уктрехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 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 в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 2, не кратных m=3, создают гармонические МДС по ряду трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 =km'/d±1 [там же, с.450], в том числе низшие трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 <1 при возрастании дифференциального рассеяния трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д% где ±k - целое число, дающее порядок гармонической трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 >0 при прямом (+) или встречном (-) вращении.

В изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния m'=3-зонной обмотки в z=177·с пазах при 2р=22·с, 2p=26·c полюсах, выполняемой с q=z/3p=59/p (N=59) из 3р·с катушечных групп по известным группировкам катушек в группах [Лившиц-Гарик М. Обмотки машин переменного тока / Пер. с англ. Л.: ГЭИ, 1959, с.225], повторяемым 3·с раз.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для m=3-фазной двухслойной электромашинной обмотки в z=177·c пазах: 1) при 2p=22·c полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=59/11, выполняемой из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...33Г·c и группировкой по ряду 65655655655: в первой группировке 1Г...11Г катушки имеют шаги по пазам упi=13-2(i-1) для шести- и у'пi=12-2(i'-1) для пятикатушечных групп с числами витков (1-х)wк в катушках i=1,6, (1+x)wк в катушках i'=3 и w к витках в остальных катушках групп при х=0,38;

2) при 2p=26·с полюсах с числом пазов на полюс и фазу q=59/13, выполняемой из 3р·с катушечных групп с номерами 1Г...39Г·с и группировкой по ряду 5545454545454: в первой группировке 1Г...13Г катушки имеют шаги по пазам упi=11-2(i-1) для пяти- и у'пi=10-2(i'-1) для четырехкатушечных групп с числами витков (1-x)w к в катушках i=1,5, (1+x)wx в катушках i=i'=3 и wк витках в остальных катушках групп при значении х=0,55. Такие распределения неравновитковых катушек повторяются в каждой последующей группировке, где c=1, 2, 3; i и i' - номера концентрических катушек в группах, начиная с наружной, a 2wк - число витков пазов, полностью заполненных обмоткой.

На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки при с=1 и z=177, 2р=22 с группами 1Г...33Г (пронумерованы сверху) для z'=z/3=59 пазов с номерами 1...59 снизу, чередованиями фазных зон в последовательности А-В-С и X-Y-Z в верхнем и нижнем слоях, где зачерненные пазы имеют неполное заполнение при эквивалентных z э=3(N-х) полностью заполненных пазах; на фиг.2 показана диаграмма сдвигов осей групп зон А относительно оси симметрии 13Г и на фиг.3, 4 по треугольной сетке при ее стороне в единицу длины построены многоугольники МДС обмотки по фиг.1 при х=0 (фиг.3), х=0,5 (фиг.4). На фиг.5...8 показано то же, что и на фиг.1...4, но для обмотки при 2p=26, оси симметрии в 34Г, z э=3(N-x). Такие m'=3-зонные обмотки по фиг.1, 5 соединяются при последовательно-согласном включении групп зон А, В, С в фазах I, II, III, а фазы могут сопрягаться в Y или трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 ; при, например с=2-z=354 при 2р=44 и 2р=52.

Для обмотки фиг.1 равновитковой (х=0) обмоточный коэффициент К обо по коэффициентам укорочения Ку =sin(90°ук/трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п) при ук=8, трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п=z/2p=177/22, распределения К рsin(60°)/Nsin60°/N равен Kобо =KуKp=0,8270; при хтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 0 к Кобо добавляется значение неравновитковости катушек, определяемое по фиг.2 при трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п=360°/z=120°/59: -2x(0,56750+0,55280)(cos0,5=трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п+cos1,5трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п)=-x4,4777 для 1Г+25Г+28Г+31Г, x0,999961(1+2cosтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п+2cos2трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п+2cos3трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 п)=x6,9821 для 13Г+4Г+22Г+7Г+19Г+10Г+16Г при Кyi=0,5675 (yпi =13, i=1), 0,5528 (упi=3, i=6), 0,999961 (у'пi=8, i'=3), К обоN=48,7933 и трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 x=+2,5044, тогда

трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076

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 в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076

определяется коэффициент дифференциального рассеяния трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д%, характеризующий качество обмотки по гармоническому составу МДС, где R2 д - квадрат среднего радиуса j=1...N=59 пазовых точек, Ro и Коб - для гармонической трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 =1:

трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076

По (1)-(3) из условия d(трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д)/d(х)=0 вычисляется оптимальное xопт=0,38, соответствующее трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д%мин: Коб=0,8486, R2 д=1120,3908/59, Ro=175,86·0,8486/11трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 , трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д%мин=1,83 для zэ =3(N-x)=3·58,62=175,86, а при х=0-трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д%=3,92, т.е. значение трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д% обмотки по фиг.1 снижается в 3,92/1,83=2,14 раза (из-за устранения гармонической МДС трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 =1/11), а с учетом изменений Коб и zэ ее эффективность равна К эф=(0,8486/0,8270)(3,92/1,83)zэ/z=2,18.

Подобным образом по фиг.5...8 для 2р=26: К об=(48,7472+х4,4418)/(59-х), R2 д=(800+46x+93x2)/59 и при х опт=0,55-Коб=0,8758 и трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д%мин=2,30 для zэ =3(N-x)=3·58,45=175,35, а при х=0 - трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д%=5,75, т.е. трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д% обмотки по фиг.5 снижается в 5,75/2,30=2,50 раза при коэффициенте эффективности Кэф =2,62.

По сравнению с m'=6-зонными обмотками при z=177, q=z/6p=59/22 и 59/26 предлагаемая m'=3-зонная имеет пониженные трехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 д% и значительно проще в изготовлении из-за вдвое меньшего числа (3р) катушечных групп.

Применение предлагаемой обмотки на статоре АД позволяет снижать добавочные потери в стали и моменты от гармонических МДС поля, улучшать виброакустические характеристики, повышать КПД, cosтрехфазная двухслойная электромашинная обмотка в z=177·c   пазах при 2p=22·c и 2p=26·c полюсах, патент № 2335076 1, а в синхронных генераторах улучшает 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