Трехфазная дробная обмотка якоря

 

Использование: в совмещенных электрических машинах с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе. Сущность изобретения: группы катушек трехфазной дробной обмотки якоря с q = 1,25 с номерами 4+4k содержат две концентрические катушки с шагами по пазам и 2, а остальные группы - одну катушку с Y_п = 3, причем числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны W_к для групп 1 и 3, (1 + x) W_к для группы 2, W_к и (1 - x) W_к для наружной и внутренней катушек группы 4, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 - четное число; Z = 7,5 p; к = 0,1,2,..., (2p - 1); 2W_к - число витков в каждом пазу, а значение x выбирается в пределах 0,45 x 0,55. 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 переменного тока с дробным числом пазов на полюс и фазу q, выполняемые двухслойными из равношаговых или концентрических катушек [1] Недостатком дробных обмоток является повышенное дифференциальное рассеяние, увеличивающее их индуктивное сопротивление рассеяния, что особенно неблагоприятно при применении дробных обмоток в совмещенных электрических машинах [2] Известны также трехфазные дробные обмотки при знаменателе дробности числа q, равном четырем, в которых катушки группируются в катушечные группы по рядам приводимым в [3] Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q=1,25 путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

Цель достигается тем, что для трехфазной дробной обмотки якоря с полюсностью р и числом пазов на полюс и фазу q=1,25, выполненной двухслойной в Z пазах из 6р катушечных групп с номерами в фазах первой, второй, третьей соответственно 1'+3k, 5'+3k, 9'+3k, соединенных в фазах последовательно при встречном включении четных катушки групп относительно нечетных, причем катушки группируются в катушечных группах по ряду 1 1 1 2, повторяемому 3р/2 раза, группы с номерами 4'+4k содержат две концентрические катушки с шагами по пазам y_п'=4,2, а остальные катушечные группы одну катушку с y_п=3, при этом числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны W_к для групп 1' и 3', (1+x)W_к для группы 2', W_к и (1-х)W_к для наружной и внутренней катушек группы 4', а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где р 2 четное число; Z 7,5 р; k 0, 1, 2, (2р-1); 2W_к число витков в каждом пазу, а значение x выбирается в пределах 0,45 x 0,55.

На фиг. 1 приведена развернутая схема предлагаемой обмотки с q 1,25 при p= 2 и Z 15; на фиг.2 и 3 показаны чередования фазных зон по пазам для известной (фиг.2) и предлагаемой (фиг.3) обмоток; на фиг.4 многоугольники МДС известной (внутренний) и предлагаемой (наружный) обмоток; на фиг.5 диаграммы сдвига осей катушечных групп.

Обмотка (фиг.1) выполнена двухслойной, трехфазной с полюсностью p=2 в Z= 15 пазах (q=Z/6p=1,25) из 6р=12 катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1'+3k=1', 4', 7', 10'; 5'+3k=5', 8', 11', 2'; 9'+3k=9', 12', 3', 6', где k 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 концы фаз (из начал групп 10', 2', 6') С4, С5, С6. Катушки группируются в катушечных группах по ряду 1 1 1 2, повторяемому 3р/2 раза. Группы с номерами 4'+4k=4', 8', 12' содержат две концентрические катушки с шагами по пазам y'_п 4, 2, а остальные группы одну катушку с у_п=3. В первой группировке катушечных групп (группы с номерами 1', 2', 3', 4') числа витков катушек равны W_к для групп 1' и 3'; (1+x) W_к для группы 3'; W_к и (1-х)W_к для наружной и внутренней катушек группы 4', а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре относительно предыдущей группировки, где 2W_к число витков в каждом пазу, а значение x выбирается в пределах 0,45 x 0,55.

На фиг.2 и 3 фазные зоны обозначены как А-Х, В-У, С-Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам групп, а зоны Х, У, Z их конечным сторонам. Диаграмма сдвига осей катушечных групп показана на фиг.5, где = 15^о/q 15/1,25 12^о. Коэффициенты укорочения катушек при полюсном делении Z/2p 3q 3,7 5 равны sin ( 5/2 ) 0,9945; sin ( 3/2) 0,7431 и тогда с учетом фиг. 5 получают для предлагаемой обмотки (фиг. 3) при х 0,5 ЭДС фазы Е_ф [0,9511 2 сos + (0,9945 1,0 + 0,7431 0,5) + +0,9511 1,5] W_к 4,6532 W_к, обмоточный коэффициент К_об Е_ф/W_ф 4,6532/50,9307, средний шаг катушек по пазам у_п.ср= (3 2 + 3 1,5 + 4 + 2 0,5)/5 15,5/5 3,1; для известной обмотки (фиг.2) К_об 0,9099 при у_п 3.

Дифференциальное рассеяние обмотки _д= [(R_д/R)²-1] 100 определяется по многоугольнику МДС (фиг.4), построенному по вспомогательной треугольной сетке (векторы токов фазных зон показаны в центре фиг.4), где R²_д R²_i квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника (i 1 Z), a R² (Z К_об/2 )² квадрат радиуса окружности для основной гармонической МДС. По наружному многоугольнику фиг. 4 (сторона сетки принята за 0,5 единиц длины) для предлагаемой обмотки определяются R_д² 5,25; R² (15 0,9307/2 )² 4,9367622 и _д= 6,345% по внутреннему многоугольнику (сторона сетки принята за единицу длины) для известной обмотки (фиг.2) определяются R_д² 5,20; R² (15 0,9099/2 )² 4,7185666 и _д 10,203% Таким образом, предлагаемая обмотка при практически одинаковом расходе меди (у _п.ср. у_п) имеет по сравнению с известной обмоткой лучшие электромагнитные параметры: более высокий обмоточный коэффициент К_об (в 0,9307/0,9099 1,023 раза) и значительно меньшее дифференциальное рассеяние _д (в 10,203/6,345 1,61 раза). Ее применение позволяет уменьшить индуктивное сопротивление обмотки, снижать амплитуды высших гармонических МДС, уменьшая тем самым добавочные потери в стали и магнитный шум машины, повышать КПД машины.

Формула изобретения

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ ОБМОТКА ЯКОРЯ с полюсностью p и числом пазов на полюс и фазу q 1,25, выполненная двуслойной 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 1 1 1 2, повторяемому 3p/2 раза, отличающаяся тем, что группы с номерами 4+4к содержат две концентрические катушки с шагами по пазам и 2, а остальные группы одну катушку с Y_п 3, причем числа витков катушек первой группировки катушечных групп равны W_к для групп 1 и 3, (1 + X) W_к для группы 2, W_к и (1 X) W_к для наружной и внутренней катушек группы 4, а каждая последующая группировка повторяется с интервалом в четыре группы относительно предыдущей группировки, где p 2 четное число, Z 7,5 p, k 0,1,2,2p 1, 2 W_к число витков в каждом пазу, а значение X выбирается в пределах 0,45 X 0,55.

РИСУНКИ

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