Трехфазная якорная обмотка совмещенной электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является уменьшение потери в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции и улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Трехфазная якорная обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей P=5 и P<SP POS="POST">1</SP>=1 выполнена с полюсностью P=5 двухслойной в 48 пазах из 6P=30 катушечных групп с шагом катушек по пазам Y<SB POS="POST">п</SB>=4 и их группировкой по ряду 22121, повторяемому шесть раз. Фазы содержат катушечные группы с номерами 1+2C, 3+3C, 5+3C соответственно в первой, второй, третьей фазах, соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где C=0,1,2,...,/2P-1/. Новым является то, что числа витков катушек равны 0,75W<SB POS="POST">4</SB> и 1,0W<SB POS="POST">K</SB> соответственно в первой и второй катушках для групп с номерами 1+5K

1,0W<SB POS="POST">K</SB> и 0,75W<SB POS="POST">K</SB> соответственно в первой и второй катушках для групп с номерами 2+5K

1,0W<SB POS="POST">4</SB> для групп с номерами 4+5K

1,25W<SB POS="POST">K</SB> для групп с номерами 3+5K и 5+5K, где K=0,1,2,... .,/P=5/, а 2W<SB POS="POST">K</SB> - число витков в пазу. Трехфазная якорная обмотка совмещенной электрической машины относится к обмоткам электрических машин переменного тока с двумя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 А1 (51) 4 Н 02 К 3/28

4 . )();,)«, ЕД ." . «рц„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

С2

<О ния.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4402457/24-07 (22) 04.04.88 (46) 15.12.89. Бюл. «(46 (71) Горьковский политехнический институт (72) В.И. Попов (53) 621.313.333.2.045.58(088.8) (56) Проектирование электрических машин./Под ред. И.П. Копылова. М, Энергия, 1980.

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

Лившиц-Гарик M. Обмотки машин переменного тока./Пер. с англ. M, — Ë.:

Госэнергоиздат, 1959, с. 224. (54) ТРЕХФАЗНАЯ ЯКОРНАЯ ОБМОТКА

СОВМЕЩЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является уменьшение потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции и улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния. Трехфазная якорная. обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей р = 5 и р = 1 выполнена с полюсИзобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсны1ми магнитными полями в общем магнитопроводе и может быть использовано, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

2 ностью р = 5 двухслойной в 48 пазах из бр = 30 катушечных групп с шагом катушек по пазам у„ = 4 них группировкой по ряду 221?1, повторяемому шесть раз. Фазы содержат катушечные группы с номерами 1+Зс, 3+Зс, 5+Зс соответственно в первой, второй и третьей фазах, соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, где с = О, 1, 2, (2р-1). Новым является то, что числа витков катушек равны 0,75w и

1,0w соответственно в первой и второй катушках для групп с номерами

1+5k; 0,1w и 0,75ч„ соответственно в первой и второй катушках д) я групп с номерами 2+5k 1,0w< для групп с номерами 4+5k; 1,25w для групп с номерами 3+5k и 5+5k, где 1 = О, 1, 2, ..., (р = 5), à 2wk - число витков в пазу. Трехфазная якорная обмотка совмещенной электрической машины относится к обмоткам электрических машин переменного тока с дву мя разнополюсными магнитными полями в общем магнитопроводе и может применяться, например, в одномашинных преобразователях частоты и числа фаз.

4 ил.

Целью изобретения является уменьшение потерь в меди путем снижения

ЭЛС взаимоиндукции и улучшение электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и

1 снижения дифференциального рассея1529354

На фиг. 1 показаны чередования ф зных зон обмотки; на фиг. 2 и 3 аграммы ЭДС катушек фазы для полюснс сти р5 и р =1 соответственно;

5 н; фиг. 4 — многоугольник МДС для полюсности р.=5.

Обмотка выполнена с полюсностью р 5 двухслойной, трехфазной в z=48 п зах из áp=30 катушечных групп с ш гом катушек по пазам у =4, имеет

q 48/30=8/5 и группировку катушек п ряду 22121 (повторяется шесть раз).

Ф зы содержат группы с номерами

1 Зс, 3+Зс, 5+Зс соответственно в и рвой, второй и третьей фазах (Руппы 1., < UII, Х, ХХХХ, XUI, Х Х, XXII XXV; XXVIII в первой фаз, фиг. 1), соединенные в каждой ф зе последовательно при встречном 20 в чении четных групп относительно н четных, где с=О, 1, 2, ..., (2р-1=

= ). Фазные зоны обмотки обозначены к к А-Х для первой фазы, В-U,äëÿ в орой фазы, С-Е для третьей фазы,. 25

s ны А, В, С соответствуют согласно в люченным в фазы сторонам катушеч х групп, а зоны Х, 7, Š— встречи включенным. На фиг„ 2 и 3 окруж" н сть разбита íà X=48 частей (o4 = 30

360 /48=7>5 ), векторам ЭДС присаны номера пазов для верхнеГо оя катушек и вектора ЭДС соседних азов смещены на углы (в электричесв их градусах); о 0 =7,5 5 — для p=5 фиг. 2) ucL = 7,5 — для р =1 фиг. 3). Из фиг. 3 видно, что ЭДС заимоинцукции фазы (зоны А и Х) от дроля с полюсностью р" = I при равноE uTKoBbIx катушках равна (проекции век-40 оров на их ось симметрии): 6,Е„=

4и„(соз 3,75 + соз 71,250

I- cos 41,25 — cos 33,75 ),-;

j< sin (Ф 4/48) = 0,2733w . Для умень-, 1зения этой ЭДС катушки обмотки выпол- 45 ены разновитковыми (фиг. 1). Прини-, ая числа витков катушек хч к и w„, для Т и II катушек групп первой и (шестнадцатой (пазы 1, 2 и 25, 26), 7к и хакк для Iи.II катушек групп 50 седьмой и двадцать второй (пазы 11, 12 и 35, 36), w< для I u II катушек групп четвертой и девятнадцатой (пазы б, 7 и 10, 31), (2-х) и к для

;групп десятой, тринадцатой, двадцать пятой и двадцать восьмой (пазы 16, 21, i40, 45), получаем: ЬЕ, = 4w„/cos 3,75 - соз 33,75 ) + (2-х) cos 71,25 — х. cos 41,25 )/sin 15 = (0,8378-1,11 I1w x)w откуда при условии Ь Е, = О определяем x = 0,75. Такое соотношение принимается для групп всех фаз (фиг. 1), при этом все пазы содержат

2ык витков. Номера групп с разновитковыми катушками определяются рядами:

0,75ык и wI витков в I u II катушках— для групп с номерами 1+5k; w„ 0,75w„ витков в I u II катушках — для групп с номерами 2+5k; „ витков в I u II катушках — для групп с номерами 4+5k;

1,25 w âèòêîâ — для групп с номерами, 3+5k и 5+5k, где k=Î, 1, 2. ..,, 5.

ЭДС фазы обмотки для полюсности р=5„(фиг. 2) равна: при х=1 Es =

= 4w (соз 3,75 + cos 11,25 +

+ cos 18,750+ cos 26,?5 ) sin (Т4/2 .

«4,8) = 14,7688ч„и KQ(j4 Eg/16чк =

= 0,92305; при х=0,75 Е< =- 4w к (1,25" р.сов 3,75 + cos 11,25 + cos 18,75 +

+ 0,75 соз 26,25 ) ° з1"и 105

14 8664w< и k„>> — 0 92915 °

Многоугольник МДС (фиг. 4) построен с использованием вспомогательной треугольной сетки: для наружного многоугольника слоям пазов с 0,75чк, 1,0w и 1,25w,: витками соответствуют

3,0; 4,0 и 5,0 сторон сетки внутренний многоугольник (показан пунктирными линиями) соответствует обмотке фиг. 1 при равновитковых катушках, и здесь одному слою паза соответству.ст две стороны сетки. По фиг. 4 определяем при х=0,75 R = 8,390625 квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника (точки с номерами от 1 до 48); R = (48 0,92915/5Я )

= 8,061472 — квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС;

6 = (К /R + - 1) 100 = 4,08X †. коэффициент дифференциального рассеяния, характеризующий качество обмотки по процентному содержанию высших и низших гармонических в кривой ее МДС; при х = 1 Rä, =8,375; R = (048"

0,92305/5 е ) = 7,955971 uG = 5,27Х, Таким образом, при одинаковом расходе меди предлагаемая обмотка по сравнению с обмоткой по прототипу(с разновитковыми катушками)имеет значительно меньшие потери от уравнительных токов, так как йЕ, = О, а также улучшенные электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент (в 0,92915/0,92305 = 1,006 раза) и меньшее дифференциальное расстояние (в 5,27/4,08 = 1,29 раза) .

57

О 25

ФЯ2. 2

5 . 15293

Предлагаемая обмотка применяется в асинхронных одномашинных преобразователях частоты типа ОПЧС-300 Гц, разрабатываемых для серийного выпус5 ка в конструкции серийных асинхронных машин с фазным ротором (серий

4А и ЛИ), для которых число пазов статора равно 48. Она применяется также в асинхронном одномашинном пре- 1ð образователе частоты 50/60 Гц, разработанном для испытания экспортного электрооборудования частотой 60 Гц.

Применение предлагаемой обмотки позволяет уменьшить потери в меди (иэ-за уменьшения ЭДС взаимоиндукции Е,) и в стали (из-за уменьшения содержания высших гармонических кривой МДС обмотки) и тем самым увеличить КПД совмещенной электрической 20 машины. Она может использоваться и в других типах совмещенных машин.

Формула изобретения

Трехфазная якорная обмотка совмещенной электрической машины с числами пар полюсов полей p=5 и р =1, выпол54 6 ненная с погпосностью р=5 двухслойной в 48 пазах из бр=30 катушечных групп с шагом катушек по пазам у„ =4 и их группировкой по ряду 22121, повторяемому шесть раз, содержащая катушечные группы с номерами 1+Зс, 3+Зс, 5+Зс соответственно в первой, второй и третьей фазах, соединенные в каждой фазе последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь в меди путем снижения ЭДС взаимоиндукции и улучшения электромагнитных параметров путем увеличения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния, числа витков катушек равны 0,75ы и 1,0ч„) соответственно в первой и второй катушках для групп с номерами 1+5k;

1,0w < и 0,75w соответственно в первой и второй катушках групп с номерами 2+5k; 1,Ow <)для групп с номерами 4+5k; 1,25w )для групп с номерами

3+5k и 5+5k, где с = О, 1, 2, 2р-1; k = О, 1, 2, ..., р; 2w — число витков в пазу.

1529354

Составитель A.Kåöàðèñ

Техред N.Äèäûê Корректор И. Муска

Редакгор А. Лежнина

Заказ 7755/51 Тираж 648 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