Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=4/5) ОБМОТКА СТАТОРА - Патент РФ 2091958
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=4/5) ОБМОТКА СТАТОРА
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=4/5) ОБМОТКА СТАТОРА

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=4/5) ОБМОТКА СТАТОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: многополюсные машины переменного тока. Сущность изобретения: обмотка выполнена двухслойной с числом полюсов 2p=10 из К=24 катушек с номерами от 1К до 24К, в первую фазу включены катушки с номерами 1К, -3К, -8К, 10К, -13К, 15К, 20К, -22К, вторая и третья фаза составлены аналогично первой, числа витков последовательных пар катушек чередуются по (1+x)Wк и по (1-x)Wк, 2Wк - число витков в пазу, а 0,2≥x≥0,3. Технический результат: снижение дифференциального рассеяния. 5 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2091958
Класс(ы) патента: H02K3/28
Номер заявки: 94041331/07
Дата подачи заявки: 11.11.1994
Дата публикации: 27.09.1997
Заявитель(и): Волжский инженерно-педагогический институт
Автор(ы): Попов В.И.; Петров Ю.Н.
Патентообладатель(и): Волжский инженерно-педагогический институт
Описание изобретения: Изобретение относится к обмоткам электрических машин переменного тока и может использоваться на статоре трехфазных асинхронных и синхронных машин.
Известным m= 3-фазные обмотки, выполняемые двухслойными, 2m=6-зонными с числом q=z/2pm=z/6 пазов (z) на полюс (2p) и фазу (m) целым или дробным [1, 2] Трехфазные обмотки с дробным числом q (дробные обмотки), представляемым в виде
q=z/6p=b+c/d=N/d, (1)
могут выполняться с q<1 (при b=0 и N=c<d) и с q>1 (при b≠0 и N>d), при этом для получения обмотки симметричной должны соблюдаться условия: 2p/d целое число, а d/3 не целое число, где b, c, d, N целые числа и c/d правильная несократимая дробь.
Недостатком дробных обмоток (особенно с q < 1) является высокое содержание гармонических в кривой МДС, что увеличивает их дифференциальное рассеяние и ухудшает показатели электрических машин с такими обмотками.
Наиболее близкой к предлагаемой является трехфазная дробная обмотка с q= 6/5 при 2p= 10 полюсах и z=36 пазах, выполняемая двухслойной с неравновитковыми катушками и характеризуемая пониженным содержанием гармонических в кривой МДС [4]
В настоящем изобретении ставится задача снижения дифференциального рассеяния трехфазной дробной обмотки с q=4/5<1.
> Поставленная задача решается тем, что для трехфазной дробной (q=4/5) обмотки статора, выполненной двухслойной с числом полюсов 2p=10 в z=24 пазах из К=24 катушек с шагом по пазам уп и с номерами от 1К до 24К, соединенных в фазах последовательно при сопряжении фаз звездой или треугольником, в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, -8К, 10К, -13К, 15К, 20К, -22К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в восемь и в шестнадцать катушек, при этом числа витков равны по (1+x)Wк для катушек 1К, 2К, по (1-x)Wк для катушек 3К, 4К и указанные пары неравновитковых катушек чередуются друг с другом в последующих парах катушек, где уп=2; знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе; 2Wк число витков в каждом пазу, а значение параметра x выбирается в пределах 0,20 ≅x≅0,30.
На фиг.1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки с неравновитковыми катушками при q=4/5, 2p=10 полюсах и z=24 пазах с разметкой номеров пазов (снизу), катушек (сверху) и фазных зон; на фиг.2 и 3 построены звезды пазовых ЭДС верхнего слоя первой фазы для полюсностей p'=1 (фиг.2) и p= 5 (фиг.3); на фиг.4 и 5 многоугольники МДС обмотки фиг.1 при катушках равновитковых (фиг.4) и неравновитковых (фиг.5).
Предлагаемая трехфазная двухслойная обмотка при 2p= 10 и z=24 имеет дробное число пазов на полюс и фазу q=N/d=4/5 при полюсном делении τп3q=2,4 и выполняется из К=24 катушек (с номерами от 1К до 24К) с их шагом по пазам уп= 2. В соответствии с выражением (1) из каждых N=4 соседних катушек образуются d=5 катушек, поэтому катушки обмотки с q=4/5 и 2p=10 группируются [1] по ряду 1 0 1 1 1, повторяемому 6 раз, и тогда формирование такой обмотки можно представить в виде таблицы, где фазные зоны обозначены как A-X, B-Y, C-Z, чередуются в последовательности A-Z-B-X-C-Y и нулевые элементы группировки вычеркиваются. Таблица дает порядок чередования по пазам фазных зон и из нее видно, что первая фаза содержит катушки (и пазы) с номерами 1К, 10К, 15К, 20К зон A, 3К, 8К, 13К, 22К зон X и катушки зон X должны включаться в фазе встречно относительно катушек зон X.
Известно [2] что m= 3-фазные, 2m=6-зонные дробные обмотки содержат в кривой МДС гармонические порядков
ν = 6·k/d±1, (2)
где k любое положительное или отрицательное число (включая k=0), при котором ν > 0;
d знаменатель дробности числа q по (1);
знаки (+) и (-) относятся соответственно к прямо и встречно вращающимся гармоническим.
Для предлагаемой обмотки с d= 5 в соответствии с (2) имеем ν6·k/5±1, откуда получаем: при k=0-ν=1 основная гармоническая с числом полюсов 2p=10; при k=1-ν=6/5=1=1/5 низшая дробная гармоническая (обратная) с числом полюсов 2p'=n2p=2 (остальные гармонические здесь не рассматриваем). Такая низшая (n= 1/5) гармоническая оказывает наибольшее влияние на МДС обмотки и увеличивает ее дифференциальное рассеяние, поэтому определим условия ее устранения. Угол сдвига пазов обмотки по фиг.1 равен: для основной гармонической (ν=1)-α=(360°/z)·p=α·p=75°, гдеα'=360°/z=15°; для низшей гармонической (ν=1/5) - αν=(ν·p)αʹ=15°=αʹ. Звезды пазовых ЭДС одного (верхнего) слоя фазы обмотки по фиг.1 с неравновитковыми катушками построены для ν=1/5 (p'=1) на фиг. 2 и для n=1 (p=5) на фиг.3, где размечены фазные зоны A и X. Путем вычисления проекций векторов пазовых ЭДС на ось их симметрии по фиг.2 и 3 вычисляются коэффициенты распределения Кр, после умножения которых на коэффициенты укорочения Ку определяются обмоточные коэффициенты Коб:
для ν=1 (фиг. 3) КобрКу=[(1-x)·cos7,5o +(1+x)·cos22,5o]·Ку/2=0,92503
x·0,032631; (3)
для ν=1/5 (фиг.2)
где Ку=sin(p·2/4,8) для n=1 и K=sin(π·2/5·4,8) для n=1/5.
Из (3)-(4) видно, что для известной обмотки с равновитковыми катушками (x= 0) имеем для ν= 1 Коб=0,9250, для n=1/5 - Kобν=0,05314 и МДС Eν этой гармонической составляет от МДС F1 основной гармонической величину Fν/ F1=Kобν/ Kоб·ν=5,05314/0,9250=0,2873, т. е. такая гармоническая очень сильно выражена в МДС обмотки. Для ее полного устранения из условия Kобν=0 по (4) получаем x 0,349.
Процентное содержание всех (низших и высших) гармонических в кривой МДС обмотки оценим с помощью коэффициента дифференциального рассеяния dд%, определяемого выражениями [3]

где R2д квадрат среднего радиуса q·d пазовых точек одной повторяющейся части многоугольника МДС; R радиус окружности для основной гармонической МДС с обмоточным коэффициентом Коб.
На фиг. 4 и 5 с помощью вспомогательной треугольной сетки построены многоугольники МДС обмотки по фиг.1, где числу витков Wк соответствуют 2 стороны сетки при катушках равновитковых (x=0; фиг.4) и 2,5 стороны сетки при катушках неравновитковых (x=0,2; фиг.5). По многоугольникам МДС (с помощью теоремы косинусов) и выражениями (5) определяем:
при x= 0 (фиг.4) -R21 = 3·22=12 (пазовые точки многоугольника 1, 3, 4), R22= 22=4 (пазовая точка 2) и R2д (3·12+4)/(4·22)= 2,5 (при (q·d=4); R= (24·0,9250/5 π) и dд%25,162;
при x= 0,2 (фиг.5) -R21[(1+x)2+(1-x)2+(1-x2)]<·>2,52=(3+x2)·2,52 (пазовые точки 1 и 3), R22(1+x)2·2,52 (пазовая точка 2), R243(1-x)2·2,52 (пазовая точка 4) и R2д u2,5-x+1,5·x2=2,36; для x=0,2 по (3) Коб=0,9185, тогда R= (24·0,9185/5 π ) и dд%19,83, т.е. дифференциальное рассеяние снижается при x= 0,20 в 25,162/19,83=1,27 раза, что показывает эффективность предложенной обмотки.
Если в выражения (5) подставлять значение R2д2,5-x+1,5·x2 и значение Коб из (3), то получим функцию δд%f(x), которую можно исследовать на минимум и тогда из условия d(бд)/d(x)= 0 определяется значение x≈0,24, при котором дифференциальное рассеяние обмотки по фиг.1 минимально; для x=0,25 получаем δд%19,42.
Таким образом, предлагаемая дробная обмотка имеет пониженное дифференциальное рассеяние (в 1,3 раза при x=0,25), что показывает ее эффективность, и применение такой обмотки существенно улучшает энергетические и виброакустические показатели электрической машины из-за улучшения гармонического состава поля обмотки.
Формула изобретения: Трехфазная дробная (q 4/5) обмотка статора, выполненная двухслойной с числом полюсов 2p 10 в z 24 пазах из К 24 катушек с шагом по пазам yп и с номерами от 1К до 24К, соединенных в фазах последовательно при сопряжении фаз звездой или треугольником, отличающаяся тем, что в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, -8К, 10К, -13К, 15К, 20К, -22К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в восемь и в шестнадцать катушек, при этом числа витков равны по (1 + х)Wк для катушек 1К, 2К, по (1 x)Wк для катушек 3 К, 4К и указанные пары неравновитковых катушек чередуются друг с другом в последующих парах катушек, где yп 2, знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе относительно катушки без этого знака, 2 Wк число витков в каждом пазу, а значение параметра x выбирается в пределах 0,2 ≥ x ≥ 0,3.