Асинхронная электрическая машина

 

Изобретение относится к асинхронным t -фазным эл. машинам. Цель изобретения - улучшение использования меди обмотки статора и улучшение механической характеристики путем устранения высших гармонических поля. Асинхронная машина содержит статор 1 с пазами 2 полузакрытой формы, число которых на полюс и фазу q 1 и равно пелому числу. В расточке статора размещен короткозамкнутый ротор с литой обмоткой. В пазы 2 уложена всыпная однослойная распределенная концентрическая об

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИ К (19) (Н) (su 4 Н 02 К 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21). 3871861/24-07 (22) 25.03.85 (46) 07.02.87. Бюл, У 5 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Д.Завгородний и Е.В,Волошанский. (53) 621.313.322(088.8) (56) Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин, М.: Энергия, 1980, с. 121-127, Бойко Е,П. и др. Асинхронные двигатели общего назначения. — Под ред, В,М,Петрова. М.: Энергия, 1980, е. 120-121, (54) АСИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к асинхронным т-фазным эл. машинам. Цель изобретения — улучшение использования меди обмотки статора и улучшение механической характеристики путем устранения высших гармонических поля, Асинхронная машина содержит статор 1 с пазами 2 полузакрытой . формы, число которых на полюс и фазу ц > 1 и равно пелому числу. В расточке статора размещен короткозамкнутый ротор с литой обмоткой. В пазы 2 уложена всыпная однослойная распределенная концентрическая об1288830 мотка 3, образующая 2рт разных эон, выполнены с дополнительным соотношеРасположенные по границам фаэных эон нием ос, /ж2=1+ /2m, р-число пар полюсов машины. При выполнении указанных шагом о(,, большим шага по коронкам соотношений магнитное поле первой

6 о стальных 2pm(g-1) зубцов 7. высшей гармоники практически полноо осталь ь

1Ц у и g, выполнены в соответст- стью отсутствует, а следовательно, г вин с выраж н ии с выражением к +Ы (а-1)u/mp. в механической характеристике не на! 2 ,Для подавления гармоники порядка блюдается провала ° 1 э.п, ф-лы, 1=2рш+1 и краТных ей наги к, и о г 2 ил.

Изобретение относится к электри-, ческим машинам и может быть использовано в асинхронных двигателях общего и специального назначения.

Цель изобретения - улучшение использования меди обмотки статора и улучшение механической характеристики путем устранения высших гармонических поля.

На фиг. 1 показана асинхронная машина при числе пар полюсов Pl, числе фаз н=3, и числе пазов на полюс и фазу ) 2 на фиг. 2. — то же, при числе пар полюсов Р=l, числе фаз пт=2 и числе пазов на полюс и фазу =3. .Асинхронная машина содержит статор 1 с пазами 2 полузакрытой формы, в расточке которого размещен короткозамкнутый ротор с литой обмоткой (не показан), Для машины, изображенной на фиг. 1, число пазов 2 на полюс и фазу а =2 > 1 и равно целому числу, а общее число пазов 2 статора 1

Z2pmq; — 12...

Для машины, изображенной на фиг.2, число пазов 2,на полюс и фазу =3>! и равно целому числу, а общее число пазов 2 статора 1 Z=2pmq,=12.

В пазы 2 статора 1 уложена всып ная однослойная распределенная концентрическая обмотка 3, образующая

2pm фазных зон. В машине (фиг, 1) обмотка образует 2pm=6 фаэных эон; первая +А; +А вторая -С, -С третья

+В, +В, четвертая -А, -А пятая

+С, +С, шестая -В, -В.

В машине (фиг. 2) обмотка 3 образует 2pm=4 фаэных зоны; первая

+А, +А, +А, вторая -В, -В, -В, третья -А, -А, -A" четвертая +В, +В, +В.

Расположенные по границам перечисленных фазных зон зубцы 4, коронки 5 которых на фиг, 1 и фиг, 2 заштрихованы, выполнены с шагом по Ы, большим, чем шаг по коронкам 6 зубцов 7 Фг расположенных в пределах каждой из фазных зон.

В машине на фиг. l с шагом К, выполнены 2pm=6 равномерно располо1О женных по расточке статора l зубцов

4, т.е. каждый второй зубец, а остальные 2рн(q;1)=6 зубцов 7 выполнены с шагомЫгсМ,, при этом шагио(, и М, г удо вле тв оряют соо тношению:

15 о, +М = /ар= /3 .

В машине на фиг ° 2 с шагом о(, выполнены 2pm=4 равномерно располо|женных по расточке статора l зубца

2О 5, т.е. каждый третий эубеп, а остальные 2pm(q;I)=8 зубцов 7 выполнены с шагом по коронкамагip,, при этом наги к, и.ег удовлетворяют условию

25г("

g, +2к,=

Работа машины осуществляется следующим образом.

ЗО При подключении обмотки 3 статора 2 манины, показанных на фиг, 1 и фиг, 2, к симметричному m"ôàçíoìó источнику напряжений под действием токов, протекающих по обмотке 3, в

35 воздушном зазоре машины возникают вращающиеся магнитные поля гармоник порядка 9 =2m I(+l где К вЂ” целое положительное число, включая нуль. Знак

"+" соответствует прямо вращающимся

4О гармоникам, а знак — — обратно вращающимся гармоникам. Величина амплитуды поля каждой иэ гармоник пропор1288830

1 циональна величине — К, где К .— о1 оч обмоточный коэффициент для каждой из гармоник.

5 где р =От, а«1;

От + Кг(Ч-1)

00 =

04 -Отг

=От + величина среднего шага по координатам зубцов.

Сравнение величины (1) с обмоточным коэффициентом для известной машины, величина которого определяется выражением

sin(-"- 0 )

0 2m

К ог 55

q sin(--- 9 )

2mq, показывает, что при 10 « 1 для первой и гармоники поля К К,0, а для гармоВ результате взаимодействия магнитного поля гармоник с короткозамкнутой литой обмоткой ротора возни— кают электромагнитные моменты, под действием которых ротор машины приводится во вращение, Первая гармоника поля (при K--0) создает основной вращающий момент.

Гармоники порядка a,==2тпК-1(К=1,2,3..), являясь обратными, создают тормозные моменты, но так как они вращаются в сторону, противоположную вращению ротора, то они сильно демпфировани вторичным полем ротора и на механическую характеристику машины в диапазоне изменения скольжений О с

«S < 1 практически не влияют, Магнитные поля гармоник порядка 9 =ЯК+! (К=1,2,...) вращаются в ту же сторону, что и основная гармоника поля, и при скольжениях S=l/

/4, каждая из этих гармоник вызывает провал в механической характеристике величина -которого при проВЗО чих равных условиях прямо пропорциональна величине К /9, В рассматрио . наемом классе матииы наиболее неблагоприятное влияние оказывает первая высшая прямая гармоника ? =2m+1.

Величина обмоточного козффици- 35 ента для -й гармоники определяется формулой г 0

s .n(— pq4) s n(— !Л)

2:: 2m о=! . Отг . 0 40

q„sin(-- р ) q sin(fA)

2 2mq ники поля 4 =2m+1 К =2m+ 1«К, =2m+1,в

00 результате чего при одинаковом количестве меди обмотки статора электромагнитнын момент MaIIIHHbl увеличивается, а провал н механической характеристике, обусловленный перной высшей прямой гармоникой, уменьшается.

1три внттолнении maros по коронкам зубцов, удовлетворяющих соотношению

От, о

=i+ —, величина среднего шага

0. г 2m

Ос ранна

1+ — -1

2т — и (1+ — — -- — -)=

gi+ Мг

М=М +

2 q

2m+1

= О(, г 2m при этом величина Р равна

1= отг 2m

0 2m+ 1 а обмоточный коэффициент для гармоники порядка 4 =2m+ l равен ь„2m

sin(-- ----(2тп+1)}

2m 2тп+1

К

00=2m+1 Я 2m

q, sin((2m+1)}

mq 2ш+ 1

sin 0

=0.

И

q, sin—

° Яу

То есть магнитное поле первой высшей прямой гармоники практически полностью отсутствует, а следовательно, в механической характеристике не наблюдается провала.

Формула и зоб ре тения

1. Асинхронная электрическая маптина, содержащая статор с полузакрыTbNH пазами, число которых на полюс и фазу g >1 и равно целому числу, уложенную н эти пазы всьптную 2р-полюсную, 2ш-зонную распределенную однослойную обмотку, и ротор с короткозамкнутой обмоткой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения использования меди обмотки статора и улучшения механической характеристики путем устранения высших гармонических поля, 2pm зубцов статора, расположенных по границам фазньтх эон, выполнены с шагом по коронкам зубцов ранныт 0... большим, чем шаг по коронкам gz остальных

2pm(q-1) зубцов, причем шаги по коронкам зубцов 04, и g выпоЛнЕНЫ ПО соотношению

ec, +, (q;1) v/mp

2. 1 Сашинапо и. 1, о тли ч а; ю щ а я с я тем, что, с пелью пол-. .ного подавления первой высшей прямой гармоники порядка 0 =2pm+1 и кратных

12888

30 ей гармоник, шаги ло коронкам зубuos ol, и х выполнены с дополнительным соотношением

Ч

=1+

Фиа 2

Составитель В. Трегубов

Редактор С.Патрушева Техред И.Попович Корректор Е.Рошко

Заказ 7819/54 Тираж.683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4.