ТРЁХФАЗНАЯ 12-ЗОННАЯ ОДНО-ДВУХСЛОЙНАЯ ОБМОТКА СТАТОРА

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к обмоткам статора электрических машин переменного тока, и может быть использована при их конструировании и ремонте.
Электрические токи, протекающие по трехфазной обмотке статора машины переменного тока, создают общую магнитодвижущую силу (МДС), которая в своем составе помимо основной гармоники содержит широкий спектр высших пространственных гармоник [1, с 441]. Высшие пространственные гармоники оказывают негативное влияние на работу машины: создаются тормозящие электромагнитные моменты, появляются провалы на общей характеристике электромагнитного момента асинхронного двигателя, увеличивается индуктивность обмотки и потери мощности, создаются вибрации и шумы [1, с 524-531]. Поэтому при проектировании обмоток статора стремятся уменьшить их проявление.
фY
фΔ
Известны двухслойные m=3-фазные m'-12-зонные обмотки с целым числом q пазов на полюс и фазу [2]. Трехфазные 12-зонные обмотки состоят из двух 3-фазных обмоток, одна из которых соединена по схеме «звезда», другая по схеме «треугольник». Между собой части обмотки соединяются либо параллельно, либо последовательно. При этом число витков в фазах «звезды» w и фазах «треугольника» w выполняются согласно равенству:
обY
обΔ
где k и k - обмоточные коэффициенты «звезды» и «треугольника».
п
При равном распределении обмоток «звезды» и «треугольника» по пазам, число витков в их фазах удовлетворяет равенству а сечения обмоточных проводов (S):
В качестве прототипа рассматривается двухслойная m=3-фазная m'-12-зонная обмотка с числом пазов z=48, числом пар полюсов р=2, полюсным делением m=12, укороченным шагом у=(11/12)τ и с равным распределением фаз «звезды» и «треугольника» по пазам. Такая конструкция обмотки обеспечивает эффективное подавление высших пространственных гармоник. Однако выполнение обмотки двухслойной приводит к затруднению окончания укладки обмотки в пазы [3, с 69-70].
Цель полезной модели заключается в упрощении изготовления для статоров с 24 пазами, приходящимися на каждую пару полюсов (z/p=24), 3-фазных 12-зонных обмоток с укороченным шагом у=(11/12)τ при сохранении их электромагнитных свойств.
к
к
Достижение поставленной цели достигается тем, что 12-зонная обмотка статора имеет одно-двухслойное исполнение с катушечными группами, состоящими из трех концентрических катушек, при чем центральная катушка занимает целый паз и имеет шаг по пазам у=12, а две крайние катушки в группе, занимающие по половине паза, выполнены с шагами у=10 и 14 соответственно.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3, где:
фиг. 1а - распределение фаз по пазам 12-зонной двухслойной обмотки с укороченным шагом у=(11/12)τ [2] статора с 2р=4, z=48;
фиг. 1б - распределение фаз по пазам предлагаемой 12-зонной одно-двухслойной обмотки статора с 2р=4, z=48;
фиг. 2а - параллельное соединение фаз «звезды» и «треугольника» 12-зонной обмотки;
фиг. 2б - последовательное соединение фаз «звезды» и «треугольника» 12-зонной обмотки;
фиг. 3 - схема предлагаемой 12-зонной одно-двухслойной обмотки статора с 2р=4, z=48.
Применение предлагаемой одно-двухслойной схемы 12-зонной обмотки вместо аналогичной ей двухслойной обмотки с укороченным шагом у=(11/12)τ улучшает технологичность изготовления, за счет упрощения укладки катушек в пазы, при этом сохраняются электромагнитные свойства, так как распределение фаз по пазам и создаваемая в зазоре МДС обмотки остаются прежними.
Литература:
1. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высших технических учебных заведений, издание 2-е, перераб. и дополненное / А.И. Вольдек. - Л.: Энергия, 1974. - 840 с.
2. Auinger, Н. Dreiphasige Wicklung in Stern-Dreieck-Mischschaltung fur eine elektrische Maschine // Patent DE 3202958. 1986.
3. Жерве Г.К. Обмотки электрических машин / Г.К. Жерве. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 400 с.