Forbidden

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

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=6/7) ОБМОТКА СТАТОРА - Патент РФ 2091959
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=6/7) ОБМОТКА СТАТОРА
ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=6/7) ОБМОТКА СТАТОРА

ТРЕХФАЗНАЯ ДРОБНАЯ (Q=6/7) ОБМОТКА СТАТОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: многополюсные электрические машины переменного тока. Сущность изобретения: обмотка выполнена двухслойной с числом полюсов 2p=14 в z= 36 пазах из К=36 катушек с шагом по пазам Уп и с номерами от 1К до 36К, соединенных в пазах последовательно, в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, 6К, -8К, 11К, 16К, -19К, 21К, -24К, 26К, -29К, -34К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в двенадцать и в двадцать четыре катушки, при этом числа витков равны по (1+z)Wк для катушек 1К, 2К, по (1-x)Wк для катушек 3К, 4К, 5К, 6К и указанная группировка неравновитковых катушек чередуется в каждых последующих шести катушках, где Уп=2, знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе относительно катушки без этого знака, 2Wк - число витков в пазу, а значение параметра "x" выбирается в пределах 0,20≅x≅0,30. 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: 2091959
Класс(ы) патента: H02K3/28
Номер заявки: 94041332/07
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.
Известны 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≠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= 8/7 при 2p= 14 полюсах и z=48 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=6/7<1.
> Задача достигается тем, что для трехфазной дробной (q=6/7) обмотки статора, выполненной двухслойной с числом полюсов 2p=14 в z=36 пазах из К=36 катушек с шагом по пазам Уп и с номерами от 1К до 36К, соединенных в фазах последовательно при сопряжении фаз звездой или треугольником в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, 6К, -8К, 11К, 16К, -19К, 21К, -24К, 26К, -29К, -34К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в двенадцать и в двадцать четыре катушки, при этом числа витков равны по (1+x)Wк для катушек 1К, 2К, по (1=x)Wк для катушек 3К, 4К, 5К, 6К и указанная группировка неравновитковых катушек чередуется в каждых последующих шести катушках, где Уп=2; знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе относительно катушки без этого знака; 2Wк число витков в пазу, а значение параметра "x" выбирается в пределах 0,20≅x≅0,30.
На фиг. 1 показана развертка пазовых слоев предлагаемой обмотки с неравновитковым катушками при q=6/7, 2p=14 полюсах и z=36 пазах с разметкой номеров пазов (снизу) и фазных зон; на фиг.2 и 3 построены звезды пазовых ЭДС верхнего слоя первой фазы для полюсностей p'=1 (фиг.2) и p7 (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= 14 и z=36 имеет дробное число пазов на полюс и фазу q=N/d=6/7 при полюсном делении τп3q=18/7 и выполняется из К=36 катушек (с номерами от 1К до 36К) с их шагом по пазам Уп=2. В соответствии с выражением (1) из каждых N6 соседних катушек образуются d=7 катушек, поэтому катушки обмотки с q=6/7 и 2p=14 группируются [1] по ряду 1 0 1 1 1 1 1, повторяемому шесть 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. В таблице представлен порядок чередования по пазам фазных зон, показанный на фиг.1 и из нее видно, что первая фаза содержит катушки (и пазы) с номерами 1К, 6К, 11К, 16К, 21К, 26К зон A, 3К, 8К, 19К, 24К, 29К, 34К 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 n>0; d знаменатель дробности числа q по (1), а значки (+) и (-) относятся соответственно к прямо и встречно вращающимся гармоническим.
Для предлагаемой обмотки с d=7 в соответствии с (2) имеем ν=6·k/7±1, откуда получаем: при k=0-n=1 основная гармоническая с числом полюсов 2p=14; при k=-1-n=-6/7+1=1/7 низшая дробная гармоническая (прямая) с числом полюсов 2p'= n2p=2 (остальные гармонические здесь не рассматриваем). Такая низшая n= 1/7) 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=αʹ·p=70°,
где αʹ=360°=360o/z=10o;
для низшей гармонической
(ν=1/7)-αν=(ν·p)αʹ=10°=αʹ.
Звезды пазовых ЭДС одного (верхнего) слоя фазы обмотки по фиг.1 с неравновитковыми катушками построены для n=1/7 (p'=1) на фиг.2 и для n=1 (p=7) 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 n=1 (фиг.3) - КобрКу=[(1-x)(cos5o+cos15o) +(1+x)cos25o]·Ку/(3-x)= (2,69544-x·0,99214)/(3-x); (3)
для n= 1/7 (фиг. 2)-Kобν= KK= [(1-x)(cos25o+cos75o)-(1+x)cos55o] · ·K/(3-x)=(0,10272-x·0,30199)/(3-x), (4)
где Ку=sin(p·2/6q) для n=1 и Ку=sinp·2/76q) для n1/76 и KyK= sin(p·2/7·6f) для n= 1/7 при этом учтено, что не все пазы имеют полное заполнение и поэтому фаза содержит 2(3-x)Wк витков; на фиг.1 зачерненные пазы содержат 2(1-x)Wк витков.
Из (3)-(4) видно, что для известной обмотки с равновитковыми катушками (x= 0) имеем для n=1 Коб=0,8985, для n=1/7-Kобν=0,03424 и МДС Fν этой гармонической составляет от МДС F1 основной гармонической величину Fν/F1=Kобν/Kоб·ν= 7·0,03424/0,8985= 0,2668, т. е. такая гармоническая очень сильно выражена в МДС обмотки. Для ее полного устранения из условия Kобν=0 по (4) получаем x=0,34.
Процентное содержание всех (низших и высших) гармонических в кривой МДС обмотки оценим с помощью коэффициента дифференциального рассеяния sд%, определяемого выражениями [3]
δд% =[(Rд/R)2-1]·100; R=Σ (R2i)/ (q·d); R=(z·Kоб/pπ), (5)
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 выражениям (5) определяем:
При x= 0 (фиг.4) -R21=3·22=12 (пазовые точки многоугольника 1, 3, 4, 5, 6), R22 22= 4 (пазовая точка 2 и R2д(5·12+6)/(6·22=8/3 (при (q·d=6); R= (36·0,8985/7π) и dд%= 23,26; при x=0,2 (фиг.5) -R21=[(1+x)2+(1-x)2+(1-x)2)] ·2,52 (3+x2)·2,52 (пазовые точки 1,3), R22(1+x)2·2,52 (пазовая точка 2), R24 3(1-x)2·2,52 (пазовые точки 4,5,6) и R2д(8-8x+6·x2)/(3-x)=6,64; для x=0,2 по (3) Коб=0,8918 и эквивалентное число полностью заполненных обмоткой пазов (см.фиг.1) равно z=12(3-x)=33,6, тогда R=(33,6·068918/7 π ) и dд%19,21, т.е. дифференциальное рассеяние снижается при x=0,20 в 23,26/19,21=1,21 раза, что показывает эффективность предложенной обмотки.
Если в выражения (5) подставлять значение R2д = ϕ(x) и значение Kоб= Ψ(x) из (3), то получим функцию δд%f(x), которую можно исследовать на минимум и тогда из условия d(δд)/d(x)=0 определяется значение x≈0,23, при котором дифференциальное рассеяние обмотки по фиг.1 минимально; значения x выбираются в пределах 0,20≅x≅0,30.
Таким образом, предлагаемая дробная обмотка имеет пониженное дифференциальное рассеяние по сравнению с известной и ее применение существенно улучшает энергетические и виброакустические показатели электрической машины из-за улучшения гармонического состава поля.
Формула изобретения: Трехфазная дробная (q 6/7) обмотка статора, выполненная двухслойной с числом полюсов 2p 14 в z 36 пазах из К 36 катушек с шагом по пазам yп и с номерами от 1К до 36К, соединенных в фазах последовательно при сопряжении фаз звездой или треугольником, отличающаяся тем, что в первой фазе включены катушки с номерами 1К, -3К, 6К, -8К, 11К, 16К, -19К, 21К, -24К, 26К, -29К, -34К, а для двух других фаз их номера чередуются с интервалами в двенадцать и двадцать четыре катушки, при этом числа витков равны по (1 + x) · Wк, для катушек 1К, 2К, по (1 x) · Wк для катушек 3К, 4К, 5К, 6К и указанная группировка неравновитковых катушек чередуется в каждых последующих шести катушках, где yп 2, знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе относительно катушки без этого знака; 2Wк число витков в пазу, а значение параметра x выбирается в пределах 0,20 ≅ x ≅ 0,30.