Трехфазная якорная дробная обмотка

 

Использование: в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями. Сущность изобретения: в первой группировке катушечных групп трехфазной якорной дробной обмотки с q = 2,75 числа витков катушек равны (1 + x) W_к, W_к, (1 - x) W_к для групп 1 и 3, (1 - x) W_к, (1 + x) W_к, (1 - x) W_к для группы 2, (1 + x) W_к, (1 - x) W_к для группы 4, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 - четное число; Z = 16,5 p; k = 0,1,2. .. (2p - 1); 2 W_к - число витков в пазах, а значение x выбирается в пределах 0,45 x 0,055. 5 ил.

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может применяться в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе.

Известны трехфазные электромашинные обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу q, выполняемые двухслойными из равношаговых или концентрических катушек [1] Их недостатком является повышенное дифференциальное рассеяние, увеличивающее индуктивное сопротивление рассеяния, что особенно неблагоприятно при применении дробных обмоток в совмещенных электрических машинах [2] Наиболее близкой конструктивно к предлагаемой является трехфазная обмотка с полюсностью р= 2, выполненная двухслойной в Z=33 пазах из концентрических катушек [3] Цель изобретения уменьшение расхода меди и снижение дифференциального рассеяния трехфазной дробной обмотки с q=2,75.

Цель достигается тем, что для трехфазной якорной дробной обмотки с полюсностью р и числом пазов на полюс и фазу q=2,75, выполненной двухслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6р катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1' +3к, 5' +3к, 9' +3к, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, причем катушки группируются в катушечных группах по ряду 3 3 3 2, повторяемому 3р/2 раза, группы с номерами 4' +4к содержат две катушки с шагами, по пазам у'_п7, 5, а остальные группы три катушки с у_п8, 6, 4, в первой группировке катушечных групп числа витков катушек равны (1+х)w_к, w_к, (1-х)w_к для групп 1' и 3' (1-х)w_к, (1+x)w_к, (1-х)w_к для группы 2' (1+х)w_к, (1-х)w_к для группы 4' а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где р2 четное число; Z=16,5^. р; к=0, 1, 2, (2р-1); 2w_к число витков в пазах, а значение х выбирается в пределах 0,45 x 0,55.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при р=2 и Z= 33; на фиг. 2 и 3 чередования фазных зон по пазам известной (фиг. 2) и предлагаемой (фиг.3) обмоток; на фиг. 4 многоугольники МДС известной (внутренний) и предлагаемой (наружный) обмоток; на фиг. 5 диаграмма сдвига осей катушечных групп.

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью р=2 в Z= 33 пазах (q=Z/6p=2,75) из 6р=12 катушечных групп с номерами в I, II, III фазах соответственно 1' +3к=1' 4', 7' 10' 5' +3к=5' 8' 11' 2' 9' +3к=9' 12' 3' 6' где к=0,1,2,(2р-1)=3. Группы в фазах соединены последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, зажимы начал фаз (из начал групп 1' 5' 9' ) обозначены как С1, С2, С3, а их концы (из начал групп 10' 2' 6' ) С4, С5, С6 и фазы могут соединяться звездой или треугольником. Катушки группируются в катушечных группах по ряду 3 3 3 2, повторяемому 3р/2=3 раза. Группы c номерами 4' +4к=4' 8' 12' содержат две концентрические катушки с шагами по пазам у_п7, 5, а остальные группы три катушки с у'_п=8, 6, 4. В первой группировке катушечных групп (группы с номерами 1' 2' 3' 4' ) числа витков катушек равны (1+х)w_к, w_к, (1-х)w_к для групп 1' и 3' (1-х)w_к, (1+х)w_к, (1-х)w_к для группы 2' (1+х)w_к, (1-х)w_к для группы 4' а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где к число витков в пазах (за исключением пазов с номерами 2, 3, 13, 14, 24, 25, заполненных на 1/4 и зачерненных на фиг. 3), а значение х выбирается в пределах 0,45 x 0,55. На фиг. 2 и 3 фазные зоны обозначены как А-Х, В-Y, С-Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам групп, а зоны Х, Y, Z их конечным сторонам. По фиг. 2 и 3 строятся многоугольники МДС (фиг. 4) с использованием вспомогательной треугольной сетки. В центре фиг. 4 показаны векторы токов фазных зон.

Коэффициенты укорочения катушек при полюсном делении Z/2p=3q=8,25 равны sin( 8/2 )=0,9989; sin( 6/2 )=0,9096; sin( 4/2 )=0,6901; sin 7/2 )=0,9718; sin( 5/2 )=0,8146. С учетом диаграммы сдвига осей катушечных групп (фиг. 5), где =15^о/q, определяются для предлагаемой обмотки (фиг. 3) при х= 0,5 ЭДС фазы Е_ф=[(0,9989 1,5+0,9096 0,5+0,6901)2cos +0,9718^. 1,5+0,8146 0,5+(0,9989 0,5+0,9096 1,5+0,6901 0,5] w_к= 9,5549w_к, обмоточный коэффициент К_об=Е_ф/w_ф=9,5549/10,5=0,910, где w_ф=10,5w_к; средний шаг катушек по пазам у_п.ср=[(8 1,5+6+4 0,5)2+(8 0,5+6 15+4 0,5)+(71,5+5 0,5)]/10,5=68/10,5=6,48; для известной обмотки (фиг. 2) К_об= 0,9284 при у_п=7.

По наружному многоугольнику фиг. 4 (сторона сетки принята за 0,5 единиц длины) для предлагаемой обмотки определяются R_д²= 2787/2(433) квадрат среднего радиуса пазовых точек, R²= (Z K_об/р )²= (31,5 0,910/2 )²= 20,813454 квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС, где Z'= 31,5 эквивалентное число полностью занятых обмоткой пазов; _д=[(R_д/R)²-1] 100= 1,442% коэффициент дифференциального рассеяния; по внутреннему многоугольнику фиг. 4 (сторона сетки принята за единицу длины) для известной обмотки R_д²=801/33; R²=(33^. 0,9284/2 )²=20,830883 и _д=2,121% Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной обмоткой имеет меньший шаг катушек по пазам ( в 7/6,48=1,081), т.е. меньший расход меди, несколько меньший коэффициент К_об (в 0,9284/0,910=1,02) и значительно меньшеe дифференциальное рассеяние (в 1,45 раза). Применение такой обмотки позволяет снижать амплитуды высших гармонических МДС, уменьшая тем самым добавочные потери в стали машины, магнитный шум, повышать КПД.

Формула изобретения

ТРЕХФАЗНАЯ ЯКОРНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 2,75, выполненная двуслойной из концентрических катушек в Z пазах из 6p катушечных групп с номерами в фазах первой, второй и третьей соответственно 1+3к, 5+3к, 9+3к соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, а катушки группируются в катушечных группах по ряду 3 3 3 2, повторяемому 3p/2 раза, группы с номерами 4+4к содержат две катушки с шагами по пазам а остальные группы три катушки с Y_п 8,6,4, отличающаяся тем, что в первой группировке катушечных групп числа витков катушек равны (1 + X) W_к, W_к, (1 X) W_к для групп 1 и 3, (1 X) W_к (1 + X) W_к, (1 X) W_к для группы 2, (1 + X) W_к, (1 X) W_к для группы 4, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 четное число, Z 16,5 p, k 0,1,2, 2p 1, 2 W_к число витков в пазах, а значение X выбирается в пределах 0,45 X 0,55.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5