[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2046504C1 - Combined rotor winding - Google Patents

Combined rotor winding Download PDF

Info

Publication number
RU2046504C1
RU2046504C1 SU5051118A RU2046504C1 RU 2046504 C1 RU2046504 C1 RU 2046504C1 SU 5051118 A SU5051118 A SU 5051118A RU 2046504 C1 RU2046504 C1 RU 2046504C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
coils
winding
numbers
coil
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Попов
Original Assignee
Волжский инженерно-педагогический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волжский инженерно-педагогический институт filed Critical Волжский инженерно-педагогический институт
Priority to SU5051118 priority Critical patent/RU2046504C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046504C1 publication Critical patent/RU2046504C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electromechanical engineering. SUBSTANCE: rotor has combined double-layer winding with pole pairs p1/p2. Winding is placed in 48 slots. Short-circuited winding is for p1 and three-phase for p2. Three-phase winding leads are star- or delta-connected. Winding leads P1, P2, P3 are connected to slip rings. p2=1, p1 may be of 3, 5, 7 value. Number of coils is 24. Coils numbered 1K, 2K, 3K, 4K-13K, 14K, 15K, 16K are interconnected in series and connected to lead P1 of first phase; slot pitch is y; coils numbered 1K′, 2K′, 3K′, 4K′, -13K′, -14K′, -15K′, -16K′ are cumulatively connected in parallel with each respective coil out of them; slot pitch is y′.. Coils of phase P2 alternate relative to phase P1 with interval of eight coils and those of phase P3, sixteen coils. EFFECT: improved design. 7 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обмоткам электрических совмещенных машин переменного тока с двумя разнополюсными полями в магнитопроводе, выполняемых в конструкции асинхронных машин с фазным ротором. The invention relates to windings of electric combined AC machines with two different-pole fields in the magnetic circuit, performed in the design of asynchronous machines with a phase rotor.

Известны совмещенные обмотки электрических машин, выполняемые из пространственно смещенных катушек и соединяемые в параллельные ветви для одной полюсности р1 с выводами из их средних точек для другой полюсности р2. Угол между осями катушек ветви равен 2 π/(р1 + р2) радиан, и их числа витков пропорциональны углу сдвига относительно оси ветви [1]
Недостатки таких обмоток сложность конструкции и изготовления, большие потери в меди от уравнительных токов в ветвях, а также ограниченная область применения.
Known combined windings of electrical machines made of spatially offset coils and connected in parallel branches for one pole p 1 with leads from their midpoints for another pole p 2 . The angle between the axes of the branch coils is 2π / (p 1 + p 2 ) radians, and their number of turns is proportional to the angle of shift relative to the axis of the branch [1]
The disadvantages of such windings are the complexity of design and manufacture, large losses in copper from equalizing currents in the branches, as well as a limited scope.

Известны также совмещенные обмотки ротора одномашинных преобразователей частоты с контактными кольцами [2]
Наиболее близкой к предлагаемой является совмещенная обмотка ротора с числами пар полюсов р12, короткозамкнутая многофазная для полюсности р1 и трехфазная для полюсности р2 с соединением фаз звездой и с выводами зажимов фаз Р1, Р2, Р3 на контактные кольца, выполненная двухслойной из 6р2 катушечных групп, и в каждой фазе начала нечетных групп соединены в зажим начала фазы, концы нечетных и четных групп соединены вместе, а начала четных групп соединены в нулевую точку звезды, где р1 1 и р2 ≥ 3 [3]
Цель изобретения расширение области применения путем получения при р2 1 значений р1 3, р1 5 или р1 7, а также улучшение электромагнитных параметров для полюсности р1 путем снижения дифференциального рассеяния.
Combined windings of the rotor of single-machine frequency converters with slip rings are also known [2]
Closest to the proposed one is a combined winding of the rotor with the number of pairs of poles p 1 / p 2 , short-circuited multiphase for poles p 1 and three-phase for poles p 2 with phase connection by a star and with terminals of phase clamps P1, P2, P3 on contact rings, made of two-layer of 6p 2 coil groups, and in each phase, the beginnings of the odd groups are connected to the clamp of the beginning of the phase, the ends of the odd and even groups are connected together, and the beginnings of the even groups are connected to the star’s zero point, where p 1 1 and p 2 ≥ 3 [3]
The purpose of the invention is the expansion of the scope by obtaining at p 2 1 the values of p 1 3, p 1 5 or p 1 7, as well as improving the electromagnetic parameters for the pole p 1 by reducing differential scattering.

На фиг. 1 изображена развернутая схема предлагаемой обмотки при р12 5/1 и z 48 пазах; на фиг. 2 и 3 показаны чередования по пазам фазных зон обмотки по фиг. 1 для полюсностей р2 1 (фиг. 2) и р1 5 (фиг. 3); на фиг. 4 и 5 диаграммы ЭДС фазы Р1-0 обмотки для полюсностей р2 1 (фиг. 4) и р1 5 (фиг. 5); на фиг. 6 и 7 многоугольники МДС обмотки для полюсностей р2 1 (фиг. 6) и р1 5 (фиг. 7).In FIG. 1 shows a detailed diagram of the proposed winding with p 1 / p 2 5/1 and z 48 grooves; in FIG. 2 and 3 show the alternations in the grooves of the phase zones of the winding of FIG. 1 for the poles p2 1 (Fig. 2) and p 1 5 (Fig. 3); in FIG. 4 and 5 of the EMF diagram of the phase P1-0 of the winding for the poles p 2 1 (Fig. 4) and p 1 5 (Fig. 5); in FIG. 6 and 7 polygons of the MDS winding for the poles p 2 1 (Fig. 6) and p 1 5 (Fig. 7).

Обмотка (фиг. 1) выполнена двухслойной трехфазной для полюсности р2 1 в z 48 пазах, содержит К 24 катушки с номерами от 1К до 24К с шагом по пазам yп и К' 24 катушки с номерами от 1K' до 24K' с шагом по пазам yп' < yп, соединена в звезду с зажимами Р1, Р2, Р3 начал фаз. В первой фазе (с зажимом Р1 из начала катушки 1К) соединены последовательно катушки с номерами 1К, 2К, 3К, 4К, -13К, -14К, -15К, -16К и к каждой из них подключена параллельно-согласно катушка с номером соответственно 1К', 2K', 3K', 4K', -13K', -14K', -15K', -16K'. Для фаз Р2 и Р3 номера катушек чередуются с интервалами в восемь для фазы Р2 и в шестнадцать для фазы Р3 катушек. Для обмотки с р1 5 (фиг. 1) шаги катушек равны yп 23 и yп' 13, для обмотки с р1 3 yп 21 и yп' 11, для обмотки при р1 7 yп 23 и yп' 17. Оси таких катушек с yп и yп' соосны друг с другом для одинаковых номеров катушек, и их коэффициенты укорочения Кysin(π yп/2 τ) приведены в таблице.The winding (Fig. 1) is made of a two-layer three-phase for the pole p 2 1 in z 48 grooves, contains K 24 coils with numbers from 1K to 24K in increments of grooves y p and K '24 coils with numbers from 1K' to 24K 'in increments along the grooves y p '<y p , connected to the star with the clamps P1, P2, P3 of the phases. In the first phase (with clamp P1 from the beginning of the 1K coil), coils with numbers 1K, 2K, 3K, 4K, -13K, -14K, -15K, -16K are connected in series and each coil is connected in parallel according to the number 1K, respectively ', 2K', 3K ', 4K', -13K ', -14K', -15K ', -16K'. For phases P2 and P3, coil numbers alternate at intervals of eight for phase P2 and sixteen for phase P3 coils. For winding with p1 5 (Fig. 1), the steps of the coils are y p 23 and y p '13, for winding with p 1 3 y p 21 and y p ' 11, for winding at p 1 7 y p 23 and y p ' 17. The axes of such coils with yп and y п 'are aligned with each other for identical numbers of coils, and their shortening coefficients К y sin (π y п / 2 τ) are given in the table.

Из условия получения одинаковых ЭДС катушек с шагами yп и yп' для полюсности р2 1 следует (например, при р1 5) 0,9979(1-х) 0,7518(1+х), откуда х 0,14. При этом каждый раз содержит одинаковое число витков 2wк провода одинакового сечения. Из фиг. 4 и 5, где векторам ЭДС приписаны номера катушек, видно, что для полюсности р21 катушки, например, 1К и 1К' образуют две параллельные ветви (фиг. 4), а для р1 5 короткозамкнутую цепь (фиг. 5). Подобным образом определяются значения х при р1 3 и р1 7, обмоточные коэффициенты для полюсностей р2 1 и р1 3, 5, 7 приведены в таблице.From the condition of obtaining the same EMF coils with steps y p and y p 'for the pole p 2 1 it follows (for example, at p 1 5) 0.9979 (1-x) 0.7518 (1 + x), whence x 0.14 . Moreover, each time it contains the same number of turns 2w to wires of the same cross section. From FIG. 4 and 5, where the numbers of the coils are assigned to the EMF vectors, it can be seen that for the pole p 2 1 the coils, for example, 1K and 1K 'form two parallel branches (Fig. 4), and for p 1 5 a short-circuited circuit (Fig. 5). In a similar way, the values of x are determined for p 1 3 and p 1 7, the winding coefficients for the poles p 2 1 and p 1 3, 5, 7 are shown in the table.

Для полюсности р2 1 обмотка (фиг. 1) имеет m1 3 фазы и m1' 6 фазных зон, обозначенных на фиг. 2 как А-Х, В-Y, C-Z, где зоны А, В, С соответствуют начальным сторонам катушек, а Х, Y, Z их конечным сторонам. По фиг. 2 построен многоугольник МДС (по вспомогательной треугольной сетке, сторона которой принята за две единицы длины), по которому определяется коэффициент дифференциального рассеяния σд [(Rд/R)2-1]100% характеризующий качество обмотки по уровню содержания в кривой МДС высших гармонических, где Rд 2

Figure 00000002
Figure 00000003
R 2 i Ri 2 квадрат среднего радиуса пазовых точек многоугольника; R (z˙Коб/р˙π) радиус окружности для основной гармонической МДС. По фиг. 6 для р2 1 обмотки фиг. 1 определяются R2 д1 163,79745, R1 (48˙0,8213/˙) и σд1 4,02%
Для полюсности р1 5 обмотка (фиг. 1) имеет m5 12 фаз и m5' 24 фазные зоны и токи в них изображены на фиг. 7 четырьмя симметричными системами векторов: A-Z-B-X-C-Y, A'-Z'-B'-X'-C'-Y', A''-Z''-B''-X''-C''-Y'', A'''-Z'''-B'''-X'''-C'''-Y''', взаимно смещенными на 15о. Многоугольник МДС (фиг. 7) построен с помощью вспомогательных треугольников (например, abc), стороны которых изображают токи фазных зон (для треугольника abc сторона ab в направлении тока зоны А, сторона bc в направлении тока зоны А''' см. фиг. 3 для паза 1) и пропорциональны (1-x)wк и (1+x)wк. По фиг. 7 угол aОc равен 37,5о и угол abc равен 135о, из треугольника aОc (0 центр многоугольника) по радиусам точек a(48) и с(1) вычисляется квадрат среднего радиуса (Ra 2 + Rc 2)/2, (ac)2 1,142 + 0,862 2x x1,14 ˙ 0,86 ˙ cos 135, тогда угол (cab) α из соотношения ac/sin 135о 1,14/sin α равен α= 25,82о, а угол (Oac) β 90o 25,82o 64,18о и угол (Oca) γ 180o (37,5 + 64,18)= 78,32o. Радиусы точек a и с определяются из соотношений Ra/sin γ ac/sin 37,5oRc/sin β, тогда R2 д5 (Ra 2 + Rc 2)/2 (ac)2x x(sin2 β + sin2 γ)/2sin2 37,5o 8,177694 и σд5 [(Rд5/R5)2-1] ˙100 3,830% где R5 (48˙0,9184/5 π). Если двухслойную обмотку с полюсностью р1 5 выполнять в z 48 пазах трехфазной (при yп 4), то для нее Коб5 0,9231 и σд5 5,27%
Таким образом, предлагаемая обмотка работает одновременно как многофазная короткозамкнутая с полюсностью р1 5 (или р1 3 или р1 7) и как трехфазная с полюсностью р2 1, имеет улучшенные электромагнитные параметры для полюсности р1 (при р1 5 коэффициент σд уменьшается в 5,27/3,83 1,38 раза). По сравнению с обмоткой по прототипу, для которой р2 > р1, предлагаемая обмотка позволяет получать р2 < р1, что расширяет область ее применения. Такая совмещенная обмотка, например, при р12 5/1 применяется на роторе асинхронного одномашинного преобразователя частоты 50/60 Гц или 60/50 Гц (обратимого), выполняемого в конструкции асинхронной машины с фазным ротором и имеющего две раздельные трехфазные обмотки на статоре с р1 5 и р2 1. Ее применение позволяет упростить конструкцию и изготовление совмещенной электрической машины, повысить использование активных материалов и эксплуатационную надежность, улучшить энергетические показатели.For the polarization p 2 1, the winding (Fig. 1) has m 1 3 phases and m 1 '6 phase zones indicated in FIG. 2 as AX, B-Y, CZ, where zones A, B, C correspond to the initial sides of the coils, and X, Y, Z to their final sides. In FIG. 2, the MDS polygon is constructed (using an auxiliary triangular grid, the side of which is taken as two units of length), which determines the differential scattering coefficient σ d [(R d / R) 2 -1] 100% characterizing the quality of the winding according to the content in the MDS curve of higher harmonic, where R d 2
Figure 00000002
Figure 00000003
R 2 i R i 2 the square of the average radius of the groove points of the polygon; R (z˙К rev / p˙π) is the radius of the circle for the main harmonic MDS. In FIG. 6 for p 2 1 of the winding of FIG. 1 defines R 2 163.79745 d1, R 1 (48˙0,8213 / ˙) and σ g1 4.02%
For the polarization p 1 5, the winding (Fig. 1) has m 5 12 phases and m 5 '24 phase zones and the currents in them are shown in FIG. 7 by four symmetric vector systems: AZBXCY, A'-Z'-B'-X'-C'-Y ', A''-Z''-B''-X''-C''-Y'', a '''-Z''' - B '''-X''' - C '''-Y''', are mutually offset by 15 °. The MDS polygon (Fig. 7) is constructed using auxiliary triangles (for example, abc), the sides of which depict phase zone currents (for the triangle abc, side ab is in the direction of the current of zone A, side bc is in the direction of the current of zone A '', see Fig. 3 for groove 1) and are proportional to (1-x) w k and (1 + x) w k . In FIG. 7, the angle aОc is 37.5 о and the angle abc is 135 о , from the triangle aОc (0 the center of the polygon), the square of the average radius (R a 2 + R c 2 ) / 2 is calculated from the radii of points a (48) and с (1) , (ac) 2 1.14 2 + 0.86 2 2x x1.14 ˙ 0.86 ˙ cos 135, then the angle (cab) α from the ratio ac / sin 135 about 1.14 / sin α is α = 25, about 82, and the angle (Oac) β o 90 25.82 64.18 o o and the angle (Oca) γ 180 o (37,5 + 64,18) = 78,32 o. The radii of the points a and c are determined from the relations R a / sin γ ac / sin 37.5 o R c / sin β, then R 2 d5 (R a 2 + R c 2 ) / 2 (ac) 2 xx (sin 2 β + sin 2 γ) / 2sin 2 37.5 o 8.177694 and σ d5 [(R d5 / R 5 ) 2 -1] ˙100 3.830% where R 5 (48˙0.9184 / 5 π). If a two-layer winding with a pole of p 1 5 is performed in z 48 grooves of a three-phase (with y p 4), then for it K ob5 0.9231 and σ d5 5.27%
Thus, the proposed winding operates simultaneously as a multiphase short-circuited with a pole of p 1 5 (or p 1 3 or p1 7) and as a three-phase with a pole of p 2 1, has improved electromagnetic parameters for a pole of p 1 (when p 1 5 the coefficient σ d decreases 5.27 / 3.83 1.38 times). Compared with the winding of the prototype, for which p 2 > p 1 , the proposed winding allows you to get p 2 <p 1 , which expands the scope of its application. Such a combined winding, for example, at p 1 / p 2 5/1, is used on the rotor of an asynchronous single-machine frequency converter 50/60 Hz or 60/50 Hz (reversible), performed in the design of an asynchronous machine with a phase rotor and having two separate three-phase windings a stator with p 1 5 and p 2 1. Its application allows to simplify the design and manufacture of a combined electric machine, increase the use of active materials and operational reliability, improve energy performance.

Claims (1)

СОВМЕЩЕННАЯ РОТОРНАЯ ОБМОТКА с числами пар полюсов p1/p2, двуслойная с числом пазов Z 48, для p1 многофазная короткозамкнутая, для p2 - трехфазная с соединением фаз звездой или треугольником и с выводами P1, P2, P3 на контактные кольца, содержащая равномерно смещенные катушки, отличающаяся тем, что обмотка имеет p1 > p2 при p2 1 и значении p1 3, или 7, число катушек K 24 с номерами от 1K до 24K и с шагом по пазам Yп, причем в первой фазе с выводом P1 из начала катушки 1K соединены последовательно катушки с номерами 1K, 2K, 3K, 4K, -13K, -14K, -15K, -16K и к каждой из них подключена параллельно согласно катушка с номером соответственно 1K′,2K′, 4K′,-13K′,-14K′,-15K′,-16K′, а для двух других фаз номера катушек чередуются относительно фазы P1 с интервалами в восемь катушек для фазы P2 и в шестнадцать катушек для фазы P3, а чередующиеся катушки с шагами yп и
Figure 00000004
соосны для их одинаковых номеров и имеют числа витков в отношении 1 x 1 + x, где знак минус перед номером катушки означает ее встречное включение в фазе, значения yп,
Figure 00000005
и x равны: для p1 3 yп 21,
Figure 00000006
и x 0,2 для p1 5 yп 23,
Figure 00000007
и X 0,14, для p1 7 y 23,
Figure 00000008
и x 0,055.
COMBINED ROTOR WINDING with the number of pole pairs p 1 / p 2 , two-layer with the number of grooves Z 48, for p 1 multi-phase short-circuited, for p 2 - three-phase with phase connection by a star or a triangle and with terminals P1, P2, P3 to the contact rings, containing uniformly displaced coils, characterized in that the winding has p 1 > p 2 at p 2 1 and p 1 3 or 7, the number of coils K 24 with numbers from 1K to 24K and in increments of grooves Y p , and in the first phase coils with numbers 1K, 2K, 3K, 4K, -13K, -14K, -15K, -16K are connected in series with the output P1 from the beginning of the 1K coil and connected to each of them in parallel, according to the coil with the numbers 1K, 2K, 4K, 13K, 14K, 15K, 16K, and for the other two phases, the numbers of the coils alternate with respect to phase P1 at eight coil intervals for phase P2 and sixteen coils for phase P3, and alternating coils with steps y p and
Figure 00000004
are coaxial for their identical numbers and have the number of turns in the ratio 1 x 1 + x, where the minus sign in front of the coil number means its counter inclusion in phase, the values of y p ,
Figure 00000005
and x are equal: for p 1 3 y n 21,
Figure 00000006
and x 0.2 for p 1 5 y p 23,
Figure 00000007
and X 0.14, for p 1 7 y 23,
Figure 00000008
and x 0.055.
SU5051118 1992-07-01 1992-07-01 Combined rotor winding RU2046504C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5051118 RU2046504C1 (en) 1992-07-01 1992-07-01 Combined rotor winding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5051118 RU2046504C1 (en) 1992-07-01 1992-07-01 Combined rotor winding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2046504C1 true RU2046504C1 (en) 1995-10-20

Family

ID=21608704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5051118 RU2046504C1 (en) 1992-07-01 1992-07-01 Combined rotor winding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046504C1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 243033, кл. H 02K 3/00, 1973. *
2. Попов В.И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. М.: Энергия, 1980, с.55-59. *
3. Авторское свидетельство СССР N 1141516, кл. H 02K 3/28, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2046504C1 (en) Combined rotor winding
RU2079947C1 (en) Combined electrical-machine rotor winding
RU2046506C1 (en) Combined rotor winding of single-machine frequency changer
US4220881A (en) Dual, three phase, inverter-driven motor
RU2072608C1 (en) Combined 3/1 phase winding
RU2040098C1 (en) Combined winding of electric machine
RU2088022C1 (en) Joint rotor winding of electric motor
RU2042250C1 (en) Combined electrical machine winding
RU2224346C2 (en) Multiphase fractional-slot winding of ac machine
RU2075146C1 (en) Combined 3/1-phase winding for electric machine
RU2050667C1 (en) Combined electrical-machine winding
RU2075149C1 (en) Combined rotor winding for single electric machine frequency converter
RU2075147C1 (en) Combined 3/1-phase winding for electric machine
RU2050666C1 (en) Three-and-single-phase electrical machine combined winding
RU2075148C1 (en) Combined 3/1-phase winding for electric machine
SU1676007A1 (en) Three-phase/single-phase combined winding
SU1631662A1 (en) Aligned electrical machine rotor winding
RU2046505C1 (en) Combined rotor winding
SU382198A1 (en) LIBRARY
SU886146A1 (en) Multiphase combined winding of ac electric machines
SU1663699A1 (en) Aligned rotor winding of electrical machine
RU2227360C2 (en) Nine-phase double-pole winding
RU2087065C1 (en) Combined three-phase-and-multiphase rotor winding
SU886148A1 (en) Three-phase combined winding of ac electric machines
RU2072606C1 (en) Joined winding for electric machine