RU2538266C2 - COMBINED WINDING OF INDUCTION MACHINE FOR 2p=4, z=36 - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: combined winding of the induction machine with number of pole pairs 2p=4 and number of slots z=36 for number of parallel branches a=1 or 2 is made with pitch y=1-10 and contains 12 coils. Number of turns m_"з" of odd coils and number of turns m_"тр" of even coils comply with ratio $$m_{\text{'}\text{'}тр"}/m_{"з"}=\sqrt{3}.$$

EFFECT: increased specific power, decreased materials consumption, noise level and vibrations of the machine.

2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками.The invention relates to the electrical industry and allows the manufacture of energy-efficient electric machines, in particular high-torque, low-noise, asynchronous motors with increased operational characteristics.

Известно, что форма кривой магнитного поля обмотки в рабочем зазоре классических (стандартных) электрических машин имеет «негладкий», ступенчатый характер, отличный от синусоиды. Это приводит к модулированию МДС и снижению тягового усилия ротора машины, нежелательным акустическим шумам и вибрациям /1/, что является известным недостатком. Поэтому изготовители стремятся указанную кривую приблизить к синусоиде различными способами /2, 3/.It is known that the shape of the curve of the magnetic field of the winding in the working gap of the classical (standard) electric machines has a "non-smooth", stepwise character, different from the sine wave. This leads to modulation of the MDS and lower traction of the rotor of the machine, unwanted acoustic noise and vibration / 1 /, which is a known disadvantage. Therefore, manufacturers tend to bring the specified curve closer to the sine wave in various ways / 2, 3 /.

Известен принцип формирования обмоток энергоэффективных электрических машин с шестифазными так называемыми совмещенными обмотками (RU 109934 U1, опубл. 27.10.2011, и RU 113090 U1, опубл. 27.01.2012). К ним относятся серийно выпускаемые высокомоментные асинхронные двигатели серии АДЭМ (промобразец, http://www.uralelectro.ru/), совмещенная обмотка статора которых выбрана в качестве прототипа предложенного технического решения. Эта обмотка позволяет эффективно подавить высшие нечетные гармоники МДС и состоит из пространственно-совмещенной композиции двух трехфазных взаимозависимых частей (обмоток), собранных одна в звезду, другая в треугольник, при соотношении чисел витков треугольника и звезды равным $$\sqrt{3}$$

, при этом на каждую фазу приходится равное число пазов, катушки различных фаз уложены в разные пазы так, что результирующие векторы индукции магнитного потока каждой из двух соседних фаз образует между собой угол в 30 эл. градусов, нечетные фазы соединены в звезду, а четные - в треугольник, или наоборот, а выводы их фаз соединены между собой и образуют точки их подключения. Совмещение магнитных полей звезды и треугольника приближает к синусоиде форму кривой вращающегося магнитного поля в рабочем воздушном зазоре, за счет чего улучшаются энергетические характеристики машины, понижаются материалоемкость, уровень шумов и вибраций.The known principle of forming the windings of energy-efficient electric machines with six-phase so-called combined windings (RU 109934 U1, publ. 10/27/2011, and RU 113090 U1, publ. 27.01.2012). These include the commercially available high-torque asynchronous motors of the ADEM series (industrial sample, http://www.uralelectro.ru/), the combined stator winding of which is selected as a prototype of the proposed technical solution. This winding allows you to effectively suppress the highest odd harmonics of the MDS and consists of a spatially combined composition of two three-phase interdependent parts (windings), assembled one into a star, the other into a triangle, with the ratio of the number of turns of the triangle and star equal $$\sqrt{3}$$

while each phase has an equal number of grooves, the coils of different phases are stacked in different grooves so that the resulting magnetic flux induction vectors of each of the two adjacent phases forms an angle of 30 el. degrees, the odd phases are connected into a star, and the even ones into a triangle, or vice versa, and the conclusions of their phases are connected to each other and form the points of their connection. The combination of the magnetic fields of the star and the triangle brings the shape of the curve of the rotating magnetic field in the working air gap closer to the sinusoid, due to which the energy characteristics of the machine are improved, the material consumption, the level of noise and vibration are reduced.

Неизвестна схема комбинированной совмещенной обмотки электрической машины с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=4, числом параллельных ветвей а=1 или а=2 и числом пазов z=36, в которой в двухслойных пазах число витков в два раза меньше, чем число витков в однослойных пазах.The scheme of the combined combined winding of an electric machine with a step of y = 1-10, the number of pole pairs 2p = 4, the number of parallel branches a = 1 or a = 2 and the number of grooves z = 36, in which the number of turns in the two-layer grooves, is two times less than the number of turns in a single-layer grooves.

Задача, на решение которой направлено заявляемое решение, заключается в технической реализации ранее не применяемой в электромашиностроении комбинированной совмещенной обмотки в машине с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=4, числом параллельных ветвей а=1 или а=2 и числом пазов z=36 с целью получения технического результата в виде увеличения ее удельной мощности, снижения материалоемкости, уровня шумов и вибраций.The problem to which the claimed solution is directed, consists in the technical implementation of a combined combined winding previously not used in electrical engineering in a machine with a step of y = 1-10, the number of pole pairs 2p = 4, the number of parallel branches a = 1 or a = 2 and the number grooves z = 36 in order to obtain a technical result in the form of an increase in its specific power, a decrease in material consumption, the level of noise and vibration.

Указанный технический результат достигается тем, что совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=4, с числом пазов z=36 для числа параллельных ветвей а=1 или 2 выполнена с шагом у=1-10, содержит 12 катушек, при этом число m₃ витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m_{тр}/m_3=\sqrt{3}$$

.The specified technical result is achieved by the fact that the combined winding of an asynchronous machine with the number of pairs of poles 2p = 4, with the number of grooves z = 36 for the number of parallel branches a = 1 or 2 is made with a step y = 1-10, contains 12 coils, while the number m ₃ turns odd number of coils and windings m _tr satisfies the even coils relative $$m_{tR}/{\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="m"\; filenames="00000005.png"\; state="\{\{state\}\}">m</figure-callout>}}_3=\sqrt{3}$$

.

Схема обмотки в стандартных обозначениях для а=2 представлена на фиг.1. Схема обмотки в стандартных обозначениях для а=1 представлена на фиг.2.The winding diagram in standard notation for a = 2 is shown in Fig. 1. The winding diagram in standard notation for a = 1 is shown in Fig.2.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что схема совмещенной обмотки электрической машины с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=4, числом параллельных ветвей а=1 или 2, и числом пазов z=36 включает полюсные катушки, которые состоят из двух равных по числу секций отдельных групп, при этом четные группы соединены в звезду, нечетные - в треугольник или, наоборот, четные - в треугольник, нечетные - в звезду, а выводы одноименных фаз звезды и треугольника соединены между собой и образуют точки подключения фаз согласно поясняющим сущность заявленного технического решения фиг.1-2. В отличие от аналогов и прототипа в указанных обмотках в двухслойных пазах число витков в два раза меньше, чем число витков в однослойных пазах.The novelty of the claimed technical solution is due to the fact that the combined winding circuit of an electric machine with a step of y = 1-10, the number of pole pairs 2p = 4, the number of parallel branches a = 1 or 2, and the number of grooves z = 36 includes pole coils, which consist of two equal in number of sections of separate groups, while even groups are connected into a star, odd - into a triangle or, conversely, even - into a triangle, odd - into a star, and the outputs of the same phases of a star and a triangle are connected to each other and form points of connection of phases according to explaining essentially be claimed technical solutions Figures 1-2. Unlike analogs and prototypes in these windings in two-layer grooves, the number of turns is two times less than the number of turns in a single-layer grooves.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи для электрической машины с совмещенной комбинированной обмоткой с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=4, числом параллельных ветвей а=1 или 2 и числом пазов z=36, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники.According to the scientific, technical and patent literature, the authors are not aware of the claimed combination of features aimed at achieving the task for an electric machine with a combined combined winding with a pitch of y = 1-10, the number of pole pairs 2p = 4, the number of parallel branches a = 1 or 2 and the number of slots z = 36, and this solution does not follow clearly from the prior art.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо.The proposed solution is industrially applicable.

Источники информацииInformation sources

1. Проектирование электрических машин. Под ред. И.П.Копылова. М., Энергия, 1980.1. Design of electrical machines. Ed. I.P. Kopylov. M., Energy, 1980.

2. А.В.Барков, Н.А.Баркова. Интеллектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации. Труды петербургского энергетического института повышения квалификации Минтопэнерго РФ и Института вибраций США, вып. 9, С.-Пб, 1999 г.2. A.V. Barkov, N.A. Barkova. Intelligent systems for monitoring and diagnosing vibration machines. Proceedings of the St. Petersburg Energy Institute of Advanced Studies of the Ministry of Fuel and Energy of the Russian Federation and the Institute of Vibrations of the USA, vol. 9, S.-Pb, 1999.

3. А.В.Иванов-Смоленский. Электрические машины, том 1, М.: изд. дом МЭИ, 2006 г.3. A.V. Ivanov-Smolensky. Electric Machines, Volume 1, M .: Ed. MPEI house, 2006

Claims (1)

Совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=4, с числом пазов z=36 для числа параллельных ветвей а=1 или 2 выполнена с шагом у=1-10, содержит 12 катушек, при этом число m₃ витков нечетных катушек и число m_тр витков четных катушек удовлетворяет отношению $$m_{тр}/m_3=\sqrt{3}$$

. The combined winding of an asynchronous machine with the number of pairs of poles 2p = 4, with the number of grooves z = 36 for the number of parallel branches a = 1 or 2 is performed with a step y = 1-10, contains 12 coils, while the number m ₃ turns of odd coils and the number m _tr turns of even coils satisfies the relation $$m_{tR}/m_3=\sqrt{3}$$

.

Images