RU2290732C1 - Two-pole three-phase electrical machine stator (alternatives) - Google Patents
Two-pole three-phase electrical machine stator (alternatives) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290732C1 RU2290732C1 RU2005111908/09A RU2005111908A RU2290732C1 RU 2290732 C1 RU2290732 C1 RU 2290732C1 RU 2005111908/09 A RU2005111908/09 A RU 2005111908/09A RU 2005111908 A RU2005111908 A RU 2005111908A RU 2290732 C1 RU2290732 C1 RU 2290732C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- level
- grooves
- slots
- stator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при создании статоров двухполюсных электрических машин, например турбогенераторов.The invention relates to electrical engineering and can be used to create stators of bipolar electric machines, such as turbogenerators.
Известен статор электрической машины, выбранный нами за прототип для первого и второго вариантов (патент РФ №2019897). Сущность технического решения заключается в применении 3-уровневой двухслойной катушечной обмотки. При этом половина пазов статорной обмотки выполняется на двухуровневую глубину - выполняются двухуровневые пазы, как для обычных двухслойных обмоток, а другая половина имеет глубину паза, соответствующую совместной высоте трех уровней (слоев) сторон катушек обмотки - выполняются трехуровневые пазы, причем первый (верхний) уровень остается свободным при укладке двухслойной обмотки. В двухуровневых пазах стороны катушек обмотки занимают оба уровня по высоте, а в трехуровневых пазах стороны катушек занимают два уровня, причем нижняя сторона катушки занимает нижний (3-й) уровень в пазу, а верхняя сторона катушки располагается на среднем уровне, т.е. находится на уровне нижней стороны катушки, уложенной в двухуровневый паз. Общим по конструкции с заявляемым изобретением является наличие трехуровневых и двухуровневых пазов и расположение двухслойной обмотки на трех уровнях. Возможность освобождения от необходимости отгиба верхних сторон катушек получается за счет применения трехуровневой укладки в трехуровневых пазах, расположенных подряд на одной половине расточки статора, и двухуровневых пазах подряд на другой половине расточки статора.The stator of an electric machine is known, which we selected for the prototype for the first and second options (RF patent No.20189897). The essence of the technical solution lies in the use of a 3-level two-layer coil winding. In this case, half of the grooves of the stator winding is performed at a two-level depth - two-level grooves are performed, as for ordinary two-layer windings, and the other half has a groove depth corresponding to the joint height of the three levels (layers) of the sides of the winding coils - three-level grooves are performed, with the first (upper) level remains free when laying a two-layer winding. In two-level grooves, the sides of the coil coils occupy both levels in height, and in three-level grooves, the sides of the coils occupy two levels, with the lower side of the coil occupying the lower (3rd) level in the groove and the upper side of the coil being at the middle level, i.e. located at the bottom of the coil, laid in a two-level groove. Common in design to the claimed invention is the presence of three-level and two-level grooves and the location of the two-layer winding at three levels. The possibility of eliminating the need to bend the upper sides of the coils is obtained through the use of three-level stacking in three-level grooves arranged in a row on one half of the stator bore, and two-level grooves in a row on the other half of the stator bore.
Недостатком в этом решении является то, что в каждой фазе обмотки появляется неодинаковое число углубленных (трехуровневых) и обычных (двухуровневых) пазов, что приводит к различию в величине магнитного пазового рассеяния отдельных фаз, что может привести к их неравномерному нагружению. Последнее обстоятельство для энергетических машин (турбогенераторов) неприемлемо. Кроме того, при необходимости изготовления сердечника статора из отдельных сегментов, которые обычно применяются для машин средней и большой мощности, применение конструкции сердечника с пазами разной глубины не представляется возможным из-за невозможности сдвига между слоями сегментов вперекрой.The disadvantage of this solution is that in each phase of the winding an unequal number of in-depth (three-level) and ordinary (two-level) grooves appears, which leads to a difference in the magnitude of the magnetic groove scattering of the individual phases, which can lead to their uneven loading. The latter circumstance is unacceptable for power machines (turbogenerators). In addition, if it is necessary to manufacture the stator core from separate segments, which are usually used for medium and high power machines, it is not possible to use a core design with grooves of different depths due to the impossibility of shifting between the layers of segments in the open.
Техническим результатом заявляемого изобретения по первому варианту является достижение возможности изготовления сердечника статора из шихтованных листов сегментов при обеспечении высокой технологичности укладки статорной обмотки.The technical result of the claimed invention according to the first embodiment is to achieve the possibility of manufacturing a stator core from laminated segments sheets while ensuring high manufacturability of stator winding laying.
Техническим результатом заявляемого изобретения по второму варианту является достижение возможности изготовления сердечника статора из шихтованных листов сегментов и возможность укладки вспомогательной обмотки при обеспечении высокой технологичности укладки статорной обмотки.The technical result of the claimed invention according to the second embodiment is to achieve the possibility of manufacturing a stator core from laminated segments sheets and the possibility of laying an auxiliary winding while ensuring high manufacturability of laying the stator winding.
Технический результат изобретения по первому варианту достигается в заявляемом статоре двухполюсной электрической машины, содержащем трехфазную двухслойную трехуровневую катушечную обмотку и сердечник, одна половина пазов которого заполнена обмоткой верхнего и среднего уровней, а другая обмоткой нижнего и среднего уровней, выполнением сердечника статора из шихтованных сегментов активной стали, глубина всех пазов которого соответствует совместной высоте трех уровней обмотки, а на дно пазов с заполнением обмоткой верхнего и среднего уровней и в верхней части пазов с заполнением обмоткой нижнего и среднего уровней установлены изоляционные прокладки.The technical result of the invention according to the first embodiment is achieved in the inventive stator of a two-pole electric machine containing a three-phase two-layer three-level coil winding and a core, one half of the grooves of which is filled with a winding of the upper and middle levels, and the other by the winding of the lower and middle levels, the stator core is made of burnt active steel segments , the depth of all the grooves of which corresponds to the joint height of the three levels of the winding, and at the bottom of the grooves with the winding filling the upper and middle levels and at the top of the slots filled with winding the lower-level insulating gasket installed.
Технический результат изобретения по второму варианту достигается в заявляемом статоре двухполюсной электрической машины, содержащем трехфазную двухслойную трехуровневую катушечную обмотку, сердечник, одна половина пазов которого заполнена обмоткой верхнего и среднего уровней, а другая обмоткой нижнего и среднего уровней, выполнением сердечника статора из шихтованных сегментов активной стали, глубина всех пазов которого соответствует совместной высоте трех уровней обмотки, а на дне пазов с заполнением обмоткой верхнего и среднего уровней и в верхней части пазов с заполнением обмоткой нижнего и среднего уровней расположены вспомогательные обмотки.The technical result of the invention according to the second embodiment is achieved in the inventive stator of a two-pole electric machine containing a three-phase two-layer three-level coil winding, a core, one half of the grooves of which is filled with a winding of the upper and middle levels, and the other with a winding of the lower and middle levels, the stator core is made of burnt active steel segments , the depth of all the grooves of which corresponds to the joint height of the three levels of the winding, and at the bottom of the grooves with the winding filling the upper and middle levels and in the upper part of the grooves with filling the windings of the lower and middle levels are auxiliary windings.
Для обеспечения полной симметрии всех фаз обмотки статора электрической машины расположение пазов в сердечнике статора выполняют так, что за группой пазов, заполненных обмоткой верхнего уровня, равной числу пазов на полюс и фазу, следует группа пазов, заполненных обмоткой нижнего уровня, равная числу пазов на полюс и фазу, при этом фазные зоны обмотки, образуемые одной из сторон каждой катушки, совпадают с расположением групп пазов с верхним уровнем обмотки или групп пазов с нижним уровнем обмотки, а другие стороны всех катушек, определяемые сокращением шага обмотки, расположены на среднем уровне обмотки.To ensure complete symmetry of all phases of the stator winding of the electric machine, the grooves are arranged in the stator core so that a group of grooves filled with a high-level winding equal to the number of grooves per pole and phase is followed by a group of grooves filled with a lower-level winding equal to the number of grooves per pole and phase, while the phase zones of the winding formed by one of the sides of each coil coincide with the location of the groove groups with the upper level of the winding or groove groups with the lower level of the winding, and the other sides of all coils are determined s reduction Winding Pitch, located in the middle of the winding level.
Сущность изобретений поясняется примером конкретного выполнения (фиг.1-3). На фиг.1 показано поперечное сечение статора с изображением трехуровневых пазов с уложенной в пазы двухслойной катушечной обмоткой, где 1-42, как и на фиг.4 и 5, обозначение номеров пазов в сердечнике статора; I, II, III, как и на фиг.4 и 5, обозначение уровней обмотки, а равным образом уровней пазов сердечника статора; А, В, С, А', В', С', как и на фиг.4 и 5, обозначение фазных зон обмотки статора. На фиг.2 показан поперечный разрез паза статора с уложенной на первом и втором уровнях двухслойной катушечной обмоткой и изоляционной прокладкой на третьем уровне. На фиг.3 - поперечный разрез паза статора с уложенной на втором и третьем уровнях двухслойной катушечной обмоткой и изоляционной прокладкой на первом уровне. На фиг.1 показана также схема укладки катушек в фазных зонах С и С', причем катушка, укладываемая в фазной зоне С, своей нижней стороной расположена на третьем (нижнем) уровне паза, а катушка, укладываемая в фазной зоне С', своей верхней стороной расположена на первом (верхнем) уровне паза. На фиг.4 представлена 1/2 часть схемы обмотки, расположенной в фазных зонах А, В, С, где показано, что все нижние стороны катушек указанных зон расположены на третьем (нижнем) уровне пазов, а верхние на втором (среднем) уровне пазов. На фиг.5 представлена 1/2 часть схемы обмотки, расположенной в фазных зонах А', В', С', где показано, что все верхние стороны катушек указанных зон расположены на первом (верхнем) уровне пазов, а нижние на втором (среднем) уровне пазов.The invention is illustrated by an example of a specific implementation (Fig.1-3). Figure 1 shows the cross section of the stator with the image of three-level grooves with a two-layer coil winding laid in the grooves, where 1-42, as in Figs. 4 and 5, the designation of the numbers of the grooves in the stator core; I, II, III, as in FIGS. 4 and 5, the designation of the winding levels, as well as the levels of the grooves of the stator core; A, B, C, A ', B', C ', as in figures 4 and 5, the designation of the phase zones of the stator winding. Figure 2 shows a cross section of a stator groove with a two-layer coil winding and an insulating gasket on the third level laid on the first and second levels. Figure 3 is a cross-sectional view of a stator groove with a two-layer coil winding and an insulating gasket on the first level laid on the second and third levels. Figure 1 also shows the arrangement of the coils in the phase zones C and C ', and the coil laid in the phase zone C, its lower side is located at the third (lower) level of the groove, and the coil laid in the phase zone C', its upper side is located at the first (upper) level of the groove. Figure 4 presents 1/2 of the winding circuit located in the phase zones A, B, C, where it is shown that all the lower sides of the coils of these zones are located at the third (lower) level of the grooves, and the upper at the second (middle) level of the grooves . Figure 5 presents 1/2 of the winding circuit located in the phase zones A ', B', C ', where it is shown that all the upper sides of the coils of these zones are located on the first (upper) level of the grooves, and the lower on the second (middle ) groove level.
Новым по сравнению с прототипом является то, что глубина всех пазов выполнена одинаковой и соответствует совместной высоте трех уровней обмотки, двухуровневые пазы получены путем установки в свободный от обмотки третий (нижний) уровень пазов изоляционных прокладок высотой, равной одному уровню (высоте) катушки. Свободные от обмотки верхние уровни в остальных трехуровневых пазах, где обмотка расположена на нижнем и среднем уровнях, также заполняют изоляционными прокладками.New in comparison with the prototype is that the depth of all the grooves is the same and corresponds to the joint height of the three levels of the winding, two-level grooves are obtained by installing the third (lower) level of the grooves of the insulating spacers, which is equal to one level (height) of the coil, into the free from the winding. The upper levels free from winding in the remaining three-level grooves, where the winding is located at the lower and middle levels, are also filled with insulating gaskets.
Во втором варианте вместо изоляционных прокладок устанавливают вспомогательные обмотки, например, для питания систем возбуждения или других собственных нужд станции.In the second embodiment, instead of insulating gaskets, auxiliary windings are installed, for example, to power the excitation systems or other auxiliary needs of the station.
В заявляемой конструкции применяют сегменты активной стали только с трехуровневыми пазами, которые позволят произвести шихтовку сердечника обычным способом, ничем не отличающимся от шихтовки обычного сердечника для обычных двухслойных обмоток.In the claimed design, active steel segments with only three-level grooves are used, which will allow the core to be burden in the usual way, no different from the burden of a conventional core for ordinary two-layer windings.
Обмотка в пазы сердечника статора может быть уложена так, как это описано в прототипе. Однако для обеспечения полной симметрии всех фаз обмотку статора электрической машины укладывают следующим образом. Для этого группы пазов с обмоткой нижнего уровня (далее трехуровневых) чередуют с группами пазов с обмоткой верхнего уровня (далее двухуровневых). Трехуровневые пазы (1-7) группой, равной числу пазов на полюс и фазу q, располагаются подряд (на фиг.1 q=7), затем располагается группа из q=7 двухуровневых пазов (8-14), затем группа трехуровневых пазов (15-21) и т.д. Катушечные группы с числом катушек равным q=7 должны располагаться в соответствии с группами пазов. Например, катушечная группа фазной зоны А располагается в нижних уровнях трехуровневых пазов, катушечная группа фазной зоны С1 займет верхний уровень двухуровневых пазов, катушечная группа фазной зоны В займет нижний уровень следующей группы трехуровневых пазов и т.д. Нетрудно видеть, что каждая фаза будет иметь симметрично расположенные катушечные группы, что обеспечит равенство пазовых рассеянии всех трех фаз.The winding in the grooves of the stator core can be laid as described in the prototype. However, to ensure complete symmetry of all phases, the stator winding of the electric machine is laid as follows. For this group of grooves with a winding of the lower level (hereinafter three-level) alternate with groups of grooves with a winding of the upper level (hereinafter two-level). Three-level grooves (1-7) with a group equal to the number of grooves per pole and phase q are arranged in a row (q = 7 in Fig. 1), then a group of q = 7 two-level grooves (8-14), then a group of three-level grooves ( 15-21) etc. Coil groups with the number of coils equal to q = 7 should be located in accordance with the groove groups. For example, the coil group of phase zone A is located in the lower levels of three-level grooves, the coil group of phase zone C 1 will occupy the upper level of two-level grooves, the coil group of phase zone B will occupy the lower level of the next group of three-level grooves, etc. It is easy to see that each phase will have symmetrically located coil groups, which will ensure equal groove scattering of all three phases.
Укладку катушек следует производить из нижнего уровня трехуровневых пазов, например, фазной зоны А (фиг.4), вторая сторона этих катушек будет располагаться в среднем уровне в пазах, номер которых зависит от шага обмотки. Укладка этих катушек происходит обычным способом - без подъема вверх сторон уже уложенных ранее катушек. Укладка катушек фазной зоны С не встречает затруднений, связанных с подъемом сторон уже уложенных катушек. Однако укладка катушек фазной зоны В потребует подъема верхних сторон катушек фазной зоны А, располагаемых в среднем уровне. Нетрудно видеть, что число этих сторон равно q, т.е. числу пазов на полюс и фазу. После укладки нижних катушек фазных зон А, В и С укладка верхних катушек фазных зон А', В', С', т.е. катушек, стороны которых расположены в верхних уровнях двухуровневых катушек и в среднем уровне остальных пазов, происходит таким же образом, т.е. требует подъема сторон ранее уложенных катушек в количестве q (фиг.5).The laying of the coils should be made from the lower level of the three-level grooves, for example, phase zone A (Fig. 4), the second side of these coils will be located at an average level in the grooves, the number of which depends on the step of the winding. These coils are laid in the usual way - without lifting up the sides of the coils already laid before. Laying the coils of phase zone C does not meet the difficulties associated with lifting the sides of the already laid coils. However, the laying of the coils of the phase zone B will require lifting the upper sides of the coils of the phase zone A, located at an average level. It is easy to see that the number of these sides is q, i.e. the number of grooves per pole and phase. After laying the lower coils of the phase zones A, B and C, laying the upper coils of the phase zones A ', B', C ', i.e. coils, the sides of which are located at the upper levels of the two-level coils and at the average level of the remaining grooves, occur in the same way, i.e. requires lifting the sides of the previously laid coils in the amount of q (figure 5).
Таким образом, предлагаемая конструкция укладки катушечной обмотки позволяет осуществить одновременный подъем только q сторон катушек при укладке нижних, а затем и верхних катушек, вне зависимости от шага обмотки (сокращения шага β).Thus, the proposed design of laying the coil winding allows the simultaneous lifting of only q sides of the coils when laying the lower and then the upper coils, regardless of the step of the winding (reduction of step β).
Таким образом, достигается обеспечение высокой технологичности укладки благодаря тому, что новое решение позволит избежать при укладке обмотки одновременного подъема большого числа сторон катушек, которое не будет зависеть от сокращения шага β и будет равно числу пазов на полюс и фазу q, и одновременно обеспечение полной симметрии сопротивлений всех фаз обмотки.Thus, it is ensured that the installation is highly technological due to the fact that the new solution will allow avoiding the simultaneous lifting of a large number of coil sides when laying the winding, which will not depend on the reduction of step β and will be equal to the number of grooves per pole and phase q, while ensuring complete symmetry resistance of all phases of the winding.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111908/09A RU2290732C1 (en) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | Two-pole three-phase electrical machine stator (alternatives) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111908/09A RU2290732C1 (en) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | Two-pole three-phase electrical machine stator (alternatives) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005111908A RU2005111908A (en) | 2006-10-27 |
| RU2290732C1 true RU2290732C1 (en) | 2006-12-27 |
Family
ID=37438405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005111908/09A RU2290732C1 (en) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | Two-pole three-phase electrical machine stator (alternatives) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2290732C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533163C1 (en) * | 2010-09-21 | 2014-11-20 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Winding design, rotating electrical machine and method for manufacturing of rotating electrical machine |
| RU2670094C2 (en) * | 2016-02-25 | 2018-10-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Electric machine stator manufacturing method |
-
2005
- 2005-04-20 RU RU2005111908/09A patent/RU2290732C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЖЕРВЕ Г.К. Обмотки электрических машин. - Л.: Энергоиздат, 1989, с.70-71. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533163C1 (en) * | 2010-09-21 | 2014-11-20 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Winding design, rotating electrical machine and method for manufacturing of rotating electrical machine |
| RU2670094C2 (en) * | 2016-02-25 | 2018-10-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Electric machine stator manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005111908A (en) | 2006-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8069555B2 (en) | Manufacturing method utilizing a dual layer winding pattern | |
| US9923426B2 (en) | Electric motor having three-layer winding structure | |
| EP1806824B1 (en) | Connection of transposed stator winding wire sections | |
| US3979618A (en) | Two layer winding for electric machines | |
| RU2290732C1 (en) | Two-pole three-phase electrical machine stator (alternatives) | |
| US6114790A (en) | Sixteen and thirty two slot three phase induction motor winding | |
| CN101179210B (en) | Armature winding of electric rotating machine | |
| US3188377A (en) | Armature bar transposition | |
| JP2021100370A (en) | Stator with offset pin for electromechanical | |
| JP6588648B2 (en) | Stator for electric machine | |
| Raziee et al. | Design of single-layer fractional-slot distributed windings | |
| US2060935A (en) | Arrangement for improving the commutation in direct current machines | |
| RU2290733C1 (en) | Double-layer three-phase stator winding of two-pole electrical machine | |
| US2274070A (en) | Short-circuited winding for induction machines | |
| RU2167482C1 (en) | Direct-current machine | |
| US3010041A (en) | Dynamoelectric machine | |
| SU773838A1 (en) | Asymmetric lap winding | |
| US2292168A (en) | Induction motor | |
| RU2206168C2 (en) | Slotless cylindrical stator of electrical machine | |
| JPH0447551B2 (en) | ||
| CN220368527U (en) | Stator structure and motor with same | |
| CN110870170B (en) | Winding arrangement, method for producing a winding arrangement and electric machine | |
| JP2728162B2 (en) | Transformer for DC transmission | |
| SU773839A1 (en) | Asymmetric multi-phase lap winding | |
| EP3776812B1 (en) | Winding of an electric machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120421 |