Трехфазная дробная (q = 1,375) обмотка

 

Использование: в электрических машинах переменного тока. Сущность изобретения: группы с номерами 1Г + 8к, 3Г + 8к, 6Г + 8к содержат две концентрические катушки с шагами по пазам 6 и 4 и числами витков (1 - x) W_к и W_к, а остальные группы содержат одну катушку с (1 + x) W_к витками для групп 2Г + 8к, 5Г + 8к, 7Г + 8к и W_к витками для групп 4Г + 8, 8Г + 8, где к = 0,1,2, . .., (2p - 1); 2 W_к - число витков в пазу, а 0,45 x 0,55. Технический результат: уменьшение дифференциального рассеяния. 5 ил.

Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может применяться в асинхронных и синхронных машинах.

Известны трехфазные обмотки электрических машин переменного тока, выполняемые двухслойными с дробным числом пазов на полюс и фазу q их равношаговых или концентрических катушек [1] Недостаток дробных обмоток повышенное содержание гармонических в кривой МДС, что увеличивает дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели машин с такими обмотками. Группировка катушек в катушечных группах дробных обмоток определяется по рядам, приводимым в [2] Цель изобретения улучшение электромагнитных параметров трехфазной дробной обмотки с q 1,375 путем повышения обмоточного коэффициента и снижения дифференциального рассеяния.

На фиг. 1 и 2 изображены чередования по пазам фазных зон трехфазной дробной обмотки при р 4 и z 33 пазах (q 1,375) известной (фиг.1) и предлагаемой (фиг.2); на фиг. 3 и 4 многоугольники МДС обмоток по фиг.1 (фиг.3) и по фиг.2 (фиг.4); на фиг. 5 диаграмма сдвига осей катушечных групп обмотки, где угол 7,5^о/q.

Трехфазная дробная обмотка при р 4 и z 33 пазах (q z/6р 1,375) выполняется двухслойной (фиг.1) из 6р 24 катушечных групп с номерами в фазах I, II, III соответственно 1Г+3к=1Г, 4Г, 7Г, 10Г, 13Г, 16Г, 19Г, 22Г; 9Г+3к=9Г, 12Г, 15Г, 18Г, 21Г, 24Г, 3Г, 6Г; 17Г+3к=17Г, 20Г, 23Г, 2Г, 5Г, 8Г, 11Г, 14Г, где к=0,1,2,(2р-1)=7. Группы в фазах соединяются последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных. Начала фаз выводятся из начал групп 1Г, 9Г, 17Г, а их концы из начал групп 22Г, 6Г, 14Г. Известная обмотка по фиг.1 выполнена с шагом катушек по пазам Y_п=5 и имеет обмоточный коэффициент К_об= 0,9027. Фазные зоны на фиг.1 и 2 обозначены как А-Х, В-Y, C-Z и зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам групп в пазах, а зоны Х, Y, Z их конечным сторонам. Катушки в катушечных группах группируются по ряду 2 1 2 1 1 2 1 1, повторяемому 3р/4=4 раза [2] Для предлагаемой обмотки (фиг. 2) группы с номерами 1Г+8к=1Г, 9Г, 17Г, 3Г+8к=3Г, 11Г, 19Г, 6Г+8к=6Г, 14Г, 22Г содержат две концентрические катушки с шагами по пазам Y_п=6 и 4 и числами витков (1-х)w_к и w_к, а остальные группы содержат одну катушку с шагом по пазам Y_п=5 с (1+Х)w_к витками для групп с номерами 2Г+8к=2Г, 10Г, 18Г, 5Г+8к= 5Г, 13Г, 21Г, 7Г+8к=7Г, 15Г, 23Г и с w_к витками для групп с номерами 4Г+8к= 4Г, 12Г, 20Г, 8Г+8к=8Г, 16Г, 24Г, где 2w_к число витков в каждом пазу, а значение х выбирается в пределах 0,45 х 0,55 и в среднем равно 0,5. Коэффициенты укорочения катушек при полюсном делении = 3q 4,125 равны sin ( 6/2) 0,7558, sin( 4/2 ) 0,9989, sin (5/2 ) 0,9450 и тогда обмоточный коэффициент с учетом фиг.5 при х=0,5 равен К_об [(0,7558 0,5 + 0,9989)(1+ 2cos ) + 0,9450 1,5 (1+ 2cos ) + 0,94502 cos w_к/w_ф10,21327/11 0,9285, где w_ф 11w_к, а средний шаг катушек по пазам равен Y_п.ср [(6 0,5+4)3+ + 5 1,5 3 + 5 2]/11 4,86. По фиг. 1 и 2 построены многоугольники МДС (фиг.3 и 4) с использованием вспомогательной треугольной сетки со стороной, принятой за 0,5 единиц длины, по которым определяется коэффициент дифференциального рассеяния _д [(R_д/R)²-1] 100% характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой МДС выс-ших и низших гармонических, где R²_д R²_i квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника, а R (ZK_об/р ) радиус окружности для основной гармонической МДС. Для известной обмотки (фиг. 1) по фиг.3 определяются R_д² 67/11, R (33 0,9027/4 ) и д 8,389% Для предлагаемой обмотки (фиг.2) при х 0,5 по фиг.4 R_д² 69,5/11, R (330,9285/4 ) и _д 6,272% Таким образом, предлагаемая обмотка по сравнению с известной имеет лучшие электромагнитные параметры: большее значение К_об (в 0,9285/0,9027 1,029), меньшее значение _д (в 8,389/6,272 1,338 раза) при несколько меньшем среднем шаге катушек по пазам (в 5/4,86 1,028 раза).

Применение предлагаемой обмотки, например, на статоре асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором позволяет значительно (в 1,34 раза) снизить амплитуды высших гармонических полей в зазоре и тем самым уменьшить добавочные потери в стали, перегрев ротора и магнитный шум, повысить КПД машины, уменьшить индуктивное сопротивление расстояния обмотки и повысить тем самым коэффициент мощности машины. Предлагаемая обмотка может применяться в многополюсных (р 4 кратно четырем) трехфазных асинхронных и синхронных электрических машинах при числе пазов на полюс и фазу q 1,375.

Формула изобретения

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q 1,375) ОБМОТКА с полюсностью p, выполненная в Z пазах из 6p катушечных групп, отличающаяся тем, что катушечные группы с номерами 1Г + 3К, 9Г + 3К, 17Г + 3К в первой, второй и третьей фазах соединены последовательно при встречном включении четных групп относительно нечетных, причем группы с номерами 1Г + 8К, 3Г + 8К, 6Г + 8К содержат две концентрические катушки с шагами по пазам Y_п 6 и 4 и числами витков (1 X) W_к и W_к, а остальные группы содержат одну катушку с шагом по пазам Y_п 5 с (1 + X) W_к витками для групп с номерами 2Г + 8К, 5Г + 8К, 7Г + 8К и W_к витками для групп с номерами 4Г + 8К и 8Г + 8К, обмотка выполнена двуслойной, где p 4 кратно четырем, K 0, 1, 2, (2p 1), 2W_к число витков в каждом пазу, а значение X выбирается в пределах 0,45 X 0,55 и в среднем равно 0,5.

РИСУНКИ

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