Двигун змінного струму

Реферат: Двигун змінного струму призначений для використання в електроенергетиці та електротехніці, а саме - у приводі низьковольтних та середніх напруг при симетричній роботі та аварійних режимах. Обмотки статора двигуна суміщені з обмотками багатофазного фільтра струмів нульової послідовності, кількість фаз якого дорівнює половині кількості пазів статора; суміщення магнітопроводів статора та фільтра струмів нульової послідовності, а також завдяки використанню проводу нульової фази як резервного проводу. Двигун містить магнітопровід статора, ротор, затискачі лінійних та нульової фаз, основні та додаткові обмотки. У кожен паз статора вкладена одна основна та одна або дві додаткові обмотки. Суміщений фільтр струмів нульової послідовності складається з ланок міжфазного електромагнітного зв'язку. Кожна така ланка складається із однієї основної обмотки та однієї або двох додаткових обмоток. Обмотка статора містить три сумарні послідовні з'єднання обмоток. Кожне таке послідовне з'єднання першими кінцями приєднане по одному до одного затискача лінійної фази двигуна, а другі кінці послідовних з'єднань ввімкнені між собою у зірку і приєднані до затискача нульової фази двигуна. UA 101713 C2 (12) UA 101713 C2 UA 101713 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Двигун змінного струму призначений для використання в електроенергетиці, а саме - в електричному приводі змінного струму низьковольтних та середніх напруг при нормальній роботі та обриві однієї з фаз живильної мережі. Відомий двигун змінного струму [1-7], у синхронному або асинхронному виконанні якого обмотки статора ввімкнені у зиґзаґ. Недолік двигуна: при обриві однієї з фаз трифазної живильної мережі різко зростають струми зворотної послідовності у обмотці статора, в результаті чого: - обертовий момент двигуна зменшується; - відбувається швидке нагрівання частини обмоток двигуна, що призводить до старіння ізоляції та до виходу такого двигуна з ладу; - пусковий момент зменшується до нуля. Відомий двигун змінного струму [8], у якого замість трижильного кабелю для живлення двигуна змінного струму використані два паралельно ввімкнені чотирижильні кабелі або один восьмижильний кабель. Задача винаходу: заглушення високовольтних коливань у колі довгого живильного кабелю. Недолік двигуна: при обриві однієї з фаз трифазної живильної мережі також різко зростають струми у обмотках двигуна, які також приводять до виходу двигуна з ладу. Відомий двигун змінного струму [9], у якого паралельно до машини змінного струму ввімкнений чотириполюсник, який складається з чотирьох або шести ланцюгів, кожен з яких утворений послідовним з'єднанням резистора R та конденсатора С. Задача винаходу зменшення напруг вищих гармонік та перехідних процесів. Указані ланцюги названі демпферними ланцюгами, які вгамовують перехідні процеси і таким чином захищають ізоляцію машини змінного струму від руйнування високою короткочасною напругою, величина якої може досягати подвійного значення номінальної напруги трифазної мережі. Недолік двигуна: при обриві проводу однієї з лінійних фаз живильної мережі двигун виходить з ладу. Відомий двигун змінного струму [10-13], який містить кроковий двигун змінного струму, у пазах якого (між явнополюсними полюсами) розміщені обмотки, ввімкнені у електричні кола, які належать до різних фаз живильного інвертора. Недолік двигуна: збій у роботі двигуна при обриві проводу однієї з лінійних фаз або при порушенні режиму роботи інвертора. Відомий двигун змінного струму [14-16], який містить кроковий двигун змінного струму, у пазах якого (між явнополюсними полюсами) розміщені обмотки, які між собою ввімкнені послідовно та паралельно [14], містить двофазний двигун Миколи Тесли [15], або містить трифазний двигун М.О.Доливо-Добровольського [16]. Двигун живиться від імпульсної системи напруг, генерованої програмованим інвертором. Недолік двигуна: недопустимі втрати енергії при живленні від електричної мережі загального призначення частотою 50 Гц-60 Гц, а коефіцієнт корисної дії двигуна не перевищує декілька відсотків. Відомий привід змінного струму – найближчий аналог [17], який містить статор, устаткований пазами та основними обмотками секцій, вкладеними у пази, ротор довільного виконання, затискачі лінійних фаз двигуна, а також фільтр струмів нульової послідовності, причому вивід основної обмотки статора електричного двигуна змінного струму приєднаний по одному до одного затискача лінійної фази двигуна, резистори, індуктивний подільник, кожен вивід лінійних фаз фільтра струмів нульової послідовності через резистивний опір приєднаний по одному до одного затискача лінійної фази двигуна, а вивід нульової фази фільтру струмів нульової послідовності через паралельне з'єднання резистора та індуктивного подільника приєднаний до контуру заземлення. Недолік найближчого аналога: неможливість забезпечити неперервність роботи двигуна змінного струму при обриві однієї з лінійних фаз живильної трифазної мережі, тобто неможливість досягнення живучості двигуна при аварійному режимі мережі. Задачею винаходу є забезпечення живучості (відмовостійкості) роботи двигуна змінного струму як при відсутності обриву проводу однієї з лінійних фаз живильної трифазної мережі, так і при обриві проводу однієї з лінійних фаз мережі, при деяких видах коротких замикань, а також покращення спектрального складу струму та захист двигуна від високовольтних імпульсів, від високочастотних коливань напруги та електромагнітного імпульсу (ЕМІ). Указана задача вирішена шляхом об'єднання обмоток статора двигуна з обмотками фільтра струмів нульової послідовності, а також завдяки використанню нульової фази як резервного проводу, а саме тим, що: до двигуна змінного струму, який містить статор, устаткований пазами та основними обмотками, вкладеними по одній в один паз, ротор довільного виконання, затискачі лінійних фаз двигуна, а також фільтр струмів нульової послідовності, введено затискач нульової фази двигуна та додаткові обмотки, які розміщені по одній або по дві у кожному пазу, кожна основна обмотка послідовно з'єднана з однією або двома 1 UA 101713 C2 5 10 15 додатковими обмотками різнойменних пазів і утворює разом з ними ланку міжфазного електромагнітного зв'язку, кількість ланок міжфазного електромагнітного зв'язку дорівнює половині кількості пазів, фільтр струмів нульової послідовності виконано багатофазним, кількість фаз фільтра струмів нульової послідовності дорівнює половині кількості пазів статора, завдяки введенню ланок міжфазного електромагнітного зв'язку обмотки багатофазного фільтра струмів нульової послідовності суміщені з основними обмотками статора, кільцевий магнітопровод статора суміщений з магнітопроводом фільтра струмів нульової послідовності, кожна третина основних та додаткових обмоток статора ввімкнена між собою у сумарне послідовне з'єднання, три сумарні послідовні з'єднання обмоток двигуна між собою ввімкнені у зірку, один вивід кожного з трьох сумарних послідовних з'єднань приєднаний по одному до затискача лінійної фази двигуна, а середня точка вказаної зірки приєднана до затискача нульової фази двигуна. Кількість витків основної обмотки Wa та кількості витків кожної додаткової обмотки Wb та/або Wc кожного паза визначені порядковим номером паза відповідно до виразів: Wa  R  Sin2N  1 / n   2  0  Wb  R  Sin2N  1 / n   6  0  ,.(1) , (2) Wc  R  Sin2N  1 / n  7  6  0  ,.(3) де: R - стала величина кількості витків для всіх пазів статора; n - загальна кількість пазів 20 25 , статора; N - порядковий номер паза статора, причому N  12,3,, n ;  0 - фазний кут між вектором напруги першої фази фільтра струмів нульової послідовності та вектором напруги фази А двигуна. Кількість витків основної обмотки Wa та кількості витків кожної додаткової обмотки Wb та/або Wc кожної пари суміжних пазів з однаковими обмотками визначені порядковим номером пари пазів відповідно до виразів: Wa  R  Sin2Np  1 / np   2  0  Wb  R  Sin2Np  1 / np   6  0  , (4) , (5) Wc  R  Sin2Np  1 / np  7  6  0  , (6), , де: Np - порядковий номер пари суміжних пазів Np  12,3,, np з рівними кількостями обмоток та їх витків; np - сумарна кількість пар суміжних пазів з однаковими кількостями 30 35 40 45 50 55 обмоток та їх витків. Обмотки статора двигуна ввімкнені за схемою зиґзаґ Zo або лямбда o , а кожна ланка міжфазного електромагнітного зв'язку складається із двох обмоток. У кожному пазу статора двигуна між двома або трьома обмотками прокладена ізоляція. У кожному пазу статора кожен провідник однієї обмотки оточений провідниками інших обмоток. Для наочного сприйняття суті винаходу подані креслення на фіг. 1 - фіг. 8. На фіг. 1 подана принципова схема двигуна, який містить затискач нульової фази, а обмотки статора з'єднані у зиґзаґ з нульовою фазою, приєднаною до затискача нульової фази двигуна. На фіг. 2 зображена принципова схема двигуна, обмотки статора якого з'єднані за схемою лямбда з нульовою фазою, приєднаною до затискача нульової фази двигуна. На фіг. 3 представлена конструкція пазових котушок двигуна, виготовленого з дванадцятьма пазами статора. На фіг. 4 представлена конструкція пазових котушок двигуна, виготовленого з дванадцятьма парами суміжних пазів з однаковими кількостями обмоток та їх витків. На фіг. 5 дана принципова схема з'єднань обмоток двигуна з дванадцятьма пазами статора після суміщення з фільтром струмів нульової послідовності. На фіг. 6 дана принципова схема з'єднань обмоток двигуна з дванадцятьма парами суміжних пазів з однаковими кількостями обмоток та їх витків після суміщення обмоток статора з фільтром струмів нульової послідовності. На фіг. 7 дані варіанти топографічних зображень принципових схем з'єднань обмоток у ланках міжфазного електромагнітного зв'язку між обмотками статора у залежності від фазного кута між вектором напруги ланки та вектором фазної напруги фази А двигуна. На фіг. 7,а показаний загальний вигляд топографічного зображення ланки міжфазного електромагнітного зв'язку; на фіг. 7,в - фіг. 7,з представлені топографічні зображення варіантів виконання ланок міжфазного електромагнітного зв'язку при зміні кута  від 0° до 300°. 2 UA 101713 C2 5 10 15 20 25 30 На фіг. 8 подані топографічні зображення варіантів виконання з'єднань обмоток однієї ланки міжфазного електромагнітного зв'язку при сталому значенні кута  . На фіг. 8,а -фіг. 8,ж зображені варіанти топографічних зображень однієї і тієї ж ланки міжфазного електромагнітного зв'язку при перестановках обмоток між собою у послідовному з'єднанні ланки. На фіг. 1 позначені: А, В, С, 0 - затискачі лінійних та нульової фаз відповідно; 01 - вивід нульової фази обмоток статора; 1 - статор двигуна; 2-7 - суміщені обмотки статора, ввімкнені у зиґзаґ; 8 - заземляючий провід контуру заземлення. На фіг. 2 позначені: 9 - статор двигуна; 10-15 - суміщені обмотки статора, ввімкнені за схемою лямбда. Решта позначень співпадають з позначеннями фіг. 1. На фіг. 3 позначені: N - порядковий номер паза у статорі з дванадцятьма пазами; 16-18 обмотки котушки у першому та сьомому пазах; 19 та 20 - обмотки котушки другого та восьмого пазів; 21-23 - обмотки котушки у третьому та дев'ятому пазах; 23 та 25 - обмотки котушки у четвертому та десятому пазах; 26-28 - обмотки котушки п'ятого та одинадцятого пазів; 29 та 30 обмотки котушки шостого та дванадцятого пазів. На фіг. 4 позначені: Np - порядковий номер пари суміжних пазів з однаковими кількостями обмоток та їх витків; 35-40 - обмотки котушок першої пари пазів (Np=1); 41-44 - обмотки котушок другої пари пазів (Np=2); 45-50 - обмотки котушок третьої пари пазів (Np=3); 51-54 - обмотки котушок четвертої пари пазів (Np=4); 55-60 - обмотки котушок п'ятої пари пазів (Np=5); 61-64 обмотки котушок шостої пари пазів (Np=6); 65 та 67 - обмотки першої котушки сьомої пари пазів (Np=7) і т.д.; 68 - статор двигуна з двадцяти чотирма пазами. На фіг. 5 позначено: 69 - прямі пази; 70 - зворотні пази; Wа1(1,7), Wa2(1,7), Wa3(1,7) обмотки котушки прямого першого (N=1) та зворотного сьомого (N=7) пазів; Wa4(2,8) та Wa5(2,8) - обмотки котушки другого прямого (N=2) та восьмого зворотного (N=8) пазів; Wв1(3,9), Wв2(3,9), Wв3(3,9) - обмотки котушки третього (N=3) та дев'ятого (N=9) пазів; Wв4(4,10) та Wв5(4,10) - обмотки котушки четвертого (N=4) та десятого (N=10) пазів; Wc1(5,11), Wc2(5,11), Wc3(5,11) - обмотки котушки п'ятого (N=5) та одинадцятого (N=11) пазів; Wc4(6,12) та Wc5(6,12) - обмотки котушки шостого (N=6) та дванадцятого (N=12) пазів. Решта позначень співпадають з позначеннями фіг. 1. та фіг. 3. На фіг. 6 позначено: 71 та 72 - прямі та зворотні пази. Решта позначень співпадають з позначеннями фіг. 1 та фіг. 4. j 0 На фіг. 7 позначено: Uo * e - початковий вектор напруги багатофазної системи напруг фільтра струмів нульової послідовності;  0 - фазний кут МПК початковим вектором багатофазної системи напруг фільтра струмів нульової послідовності та вектором напруги фази 35 А двигуна;  - фазний кут між вектором напруги U  ланки міжфазного електромагнітного зв'язку фільтра струмів нульової послідовності та початковим вектором багатофазної системи напруг фільтру струмів нульової послідовності; послідовного з'єднання обмоток ланки; WA U - вектор напруги між виводами - топографічне зображення обмотки WA і кількості її витків у пазу; WB - топографічне зображення обмотки WB і кількості її витків у пазу; WC W 40 45 50 55 топографічне зображення обмотки C і кількості її витків у пазу; «-» - знак мінус, який стоїть перед вектором кількості витків W ; знак означає інверсію початку та кінця обмотки, тобто зміну початкового виводу на кінцевий. На фіг. 8 позначення співпадають з позначеннями фіг. 7. Склад і будова двигуна змінного струму. В основному виконанні двигун містить статор 1, ротор довільного виконання, затискачі лінійних фаз А, В, С та внесений затискач нульової фази 0. Заземлюючий провідник позначений позначкою 8 (фіг. 1). У найпростішому випадку у пазовій котушці двигуна розміщено дві обмотки, які рівні за кількістю витків. Одна основна обмотка 2 та одна внесена додаткова обмотка 4 розміщені у одному пазу і гальванічно розв'язані між собою. Обмотки 2 та 4 пов'язані між собою електромагнітним зв'язком і ввімкнені у різнойменні сумарні послідовні з'єднання обмоток. Так, обмотка 2 ввімкнена у сумарне послідовне з'єднання обмоток 2 та 3, а обмотка 4 ввімкнена у сумарне послідовне з'єднання обмоток 4 та 5. Послідовні з'єднання обмоток 2 та 3, 4 та 5, а також 6 та 7 є найпростішими ланками міжфазного електромагнітного зв'язку між фазами А, В, С та 0 двигуна. У пазах статора двигуна розташовані обмотки 2-7, які між собою ввімкнені за схемою фільтру струмів нульової послідовності, наприклад, за схемою зиґзаґ з нулем (фіг. 1). Кожне послідовне з'єднання обмоток 2 та 3, або 4 та 5, а або ж 6 та 7 містить третину всіх обмоток статора. Три сумарні послідовні з'єднання обмоток 2 та 3, 4 та 5, а також 6 та 7 між собою ввімкнені у зірку, Перші виводи сумарних послідовних з'єднань приєднані по одному до із 3 UA 101713 C2 5 10 15 20 25 затискачів фаз А, В, С. Вивід середньої точки зірки 01 приєднаний до затискача нульової фази 0 обмотки двигуна. Кожна ланка міжфазного електромагнітного зв'язку створює тісний електромагнітний зв'язок між фазами А, В, С та 0, тобто забезпечує малу рухливість фаз при збуреннях нормального режиму. Введення тісного електромагнітного зв'язку між обмотками статора двигуна привело до зменшення опору нульової послідовності. Це забезпечує нормальну роботу двигуна не тільки при симетрії живильних напруг двигуна, а і при збільшенні несиметрії напруг впритул до обриву однієї з лінійних фаз. Ознакою або елементом міжфазного електромагнітного зв'язку є послідовне з'єднання двох або трьох обмоток у сумарному послідовному з'єднанні обмоток однієї фази, а одна або дві обмотки з двох або трьох мають трансформаторний зв'язок з іншими фазами. Зауважимо, що одночасно струми ланок міжфазного електромагнітного зв'язку створюють обертове магнітне поле не тільки при симетрії напруг на затискачах А, В, С, а і при обриві однієї з фаз, наприклад, фази А. Будова двигуна, принципова схема якого показана на фіг. 2, аналогічна до розглянутої будови двигуна фіг. 1 за винятком того, що обмотки статора з'єднані за схемою лямбда o . Лише у найпростішому випадку у пазовій котушці двигуна розміщено дві обмотки, які рівні за кількістю витків. У загальному випадку, як правило, пазова котушка містить дві або три обмотки (фіг. 3-фіг. 6). Технічні характеристики двигуна, зокрема, і живучість покращуються при збільшенні кількості пазів двигуна. При цьому форма кривих намагнічуючих струмів наближається до синусоїди, а також зменшується опір нульової послідовності. Зменшення опору нульової послідовності приводить до зниження рівня напруг та струмів перехідних та високочастотних процесів, які виникають при комутаціях в експлуатаційних режимах двигуна. На фіг. 3 показана конструкція пазових котушок обмоток статора двигуна при дванадцяти пазах статора. Конструкція пазових котушок залежить від порядкового номера N паза в статорі. Кожна пазова котушка має окремі параметри: кількість обмоток у котушці, кількості витків у обмотках котушки та спосіб з'єднання обмоток. Такі параметри залежать від порядкового номера паза і встановлені такими виразами: Wa  R  Sin2N  1 / n   2  0  Wb  R  Sin2N  1 / n   6  0  30 , (1) , (2) Wc  R  Sin2N  1 / n  7  6  0  , (3) де: R - стала кількість витків у пазу; n - загальна кількість пазів статора; N - порядковий , номер паза статора, причому N  12,3,, n ;  0 - фазний кут між вектором напруги першої фази фільтра струмів нульової послідовності та вектором напруги фази А двигуна (фіг. 7). 35 Якщо прийняти: кількість пазів n  12, 0  0 та R  1 , то розрахунок кількості витків в обмотках пазової котушки за виразами (1)-(3) дає значення, вказані у таблиці 1. Розглянемо одержані дані. За результатами розрахунку у першому пазу N  1 пазова котушка складається з трьох обмоток, причому у відносних одиницях кількості витків обмоток пазової котушки дорівнюють: WA  0,6666; WB  0,3333; WC  0,3333 - трьом значенням 40 - обмотка WA WA , WB та WC . Це означає, що: відповідають три котушки у першому пазу; має 0,6666 витків у відносних одиницях; обмотка WB має -0,3333 витків; обмотка WC має -0,3333 витків; - знак плюс біля WA та знак мінус перед значенням витків послідовному з'єднанні обмотки WA тa кінцевими) виводами; знак мінус біля 45 50 WB свідчить про те, що при WB між собою з'єднані однойменними (початковими або WB та знак мінус перед значенням витків WB WC WC свідчить про те, що при послідовному з'єднанні обмотки та між собою з'єднані різнойменними виводами. Перехід від розрахунку до конструкції показує, що котушки з обмотками 16-18, 21-23, 26-28, 31-33, … і т.д. мають перше однотипне виконання, а котушки з обмотками 19 та 20, 24 та 25, 29 та 30, …, і т.д. мають друге однотипне виконання (фіг. 3). Перше та друге однотипні виконання передбачають розміщення трьох обмоток у кожному пазу з непарним номером та двох обмоток у кожному пазу з парним номером відповідно. 4 UA 101713 C2 Таблиця 1 N 0 WA WB WC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,6666 0,5773 0,3333 0,0000 -0,3333 -0,5773 -0,6666 -0,5773 -0,3333 0,0000 +0,3333 +0,5773 -0,3333 0,0000 0,3333 0,5773 0,6666 0,5773 0,3333 0,0000 -0,3333 -0,5773 -0,6666 -0,5773 -0,3333 -0,5773 -0,6666 -0,5773 -0,3333 0,0000 0,3333 0,5773 0,6666 0,5773 0,3333 0,0000 Розрахунок WA у першому пазу показує, що обмотка WA має найбільшу кількість витків і розміщена у першому сумарному послідовному з'єднанні обмоток, а початковий вивід її 5 приєднаний до виводу лінійної фази А двигуна (таблиця 1, фіг. 3 та фіг. 5). Обмотка WB має меншу кількість витків і розміщена в іншому пазу, в якому більша обмотка ввімкнена у друге сумарне послідовне з'єднання обмоток, причому ця більша обмотка початковим виводом приєднана до затискача лінійної фази В двигуна, а обмотки WA та WB між собою з'єднані 10 кінцевими виводами. Обмотка WC має меншу кількість витків і розміщена у тому іншому пазу, в якому більша обмотка ввімкнена у третє сумарне послідовне з'єднання обмоток, причому ця більша обмотка початковим виводом приєднана до затискача лінійної фази С двигуна, а обмотка WB початковим виводом приєднана до кінцевого виводу обмотки WC . На фіг. 5 обмотка WA має позначення Wa1(1,7); обмотка 15 20 25 позначена як Wв2(3,9); обмотка WC позначена як Wc3(5,11). Прослідкуємо ввімкнення обмоток WA , WB та WC від фази А до середньої точки 01 у першій та другій ланці міжфазного електромагнітного зв'язку, яка охоплює перше сумарне послідовне з'єднання обмоток. У першій ланці перша обмотка Wa1(1,7) розташована у прямому 1 та у зворотному 7 пазах; вона початковим виводом приєднана до затискача лінійної фази А двигуна, а її кінцевий вивід приєднаний до кінцевого виводу обмотки Wв2(3,9), яка розміщена як друга обмотка у прямому 3 та зворотному 9 пазах; при цьому перша обмотка у цих пазах має максимальне значення витків і приєднана початковим виводом до затискача фази В двигуна; обмотки Wc3(5,11) розміщена як третя обмотка у прямому 5 та зворотному 11 пазах; при цьому перша обмотка у цих пазах має максимальне значення витків і приєднана початковим виводом до затискача фази С двигуна; обмотка Wc3(5,11) кінцевим виводом приєднана до початкового виводу обмотки Wв2(3,9), а початковий вивід обмотки Wc3(5,11) є виходом першої ланки і приєднаний до кінцевого виводу обмотки Wc4(6,12) другої ланки; Wc4(6,12) розташована у прямому 6 та зворотному 12 пазах; її початковий вивід з'єднаний з початковим виводом обмотки Wa4(2,8), розміщеної у прямому 2 та зворотному 8 пазах; кінцевий вивід обмотки Wa4(2,8) є кінцем другої ланки міжфазного електромагнітного зв'язку і приєднаний до середньої точки зірки 01. Розрахунок обмотки 30 WB WA , WB W  0,5773 та WC у другому пазу показує, що котушка другого паза N  2 W  0,5773 W 0 має обмотки A та C , оскільки B (фіг. 3 та фіг. 5). Синтез варіантів виконання обмоток двигуна, який має малу кількість пазів, розглянемо на прикладі двигуна, статор якого містить шість пазів. Синтез обмоток виконаний за допомогою виразів (1)-(3). При цьому мають місце два випадки. У першому випадку 0   / 6 35 другому випадку таблиці 2 та 3 відповідно. . Результати обчислень за умов 5 0  0 0 та дорівнює нулеві, а у 0   / 6 наведені у UA 101713 C2 Таблиця 2 N 0 WA WB WC 1 2 3 4 5 6 0 0 0 0 0 0 0,6666 0,3333 -0,3333 -0,6666 -0,3333 0,3333 -0,3333 0,3333 0,6666 0,3333 -0,3333 -0,6666 -0,3333 -0,6666 -0,3333 0,3333 0,6666 0,3333 У першому випадку синтезована обмотка відома у фільтрах струмів нульової послідовності як "піврогач". За таблицею 2 синтезовано 18 обмоток. Відомо, що після кожного синтезу 5 відбувається оптимізація розв'язків. Для цього слід порівняти дані WA , WB, WC пазів при N  1 3 з даними пазів при N  4  6 . Таке порівняння показує, що результати розрахунку при N  4  6 рівні результатам при N  1 3 з протилежним знаком. Однією з таких оптимізацій є розв'язок (1)(3) для прямих та зворотних пазів. Після перевірки на дублювання розв'язків кількість обмоток скорочується удвічі (з 18 до 9). 10 Таблиця 3 N 0 WA WB WC 1 2 3 4 5 6 /6 /6 /6 /6 /6 /6 0,5773 0,0000 -0,5773 -0,5773 0,0000 0,5773 0,0000 0,5773 0,5773 0,0000 -0,5773 -0,5773 -0,5773 -0,5773 0,0000 0,5773 0,5773 0,0000 Таблиця 4 N 0 WA WB WC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,6666 0,6440 0,5773 0,4714 0,3333 0,1725 0,0000 -0,1725 -0,3333 -0,4714 -0,5773 -0,6440 -0,6666 -0,6440 -0,5773 -0,4714 -0,3333 -01725 0,0000 0,1725 0,3333 0,4714 0,5773 0,644 -0,3333 -0,1725 0,0000 0,1725 0,3333 0,4714 0,5773 0,6440 0,6666 0,6440 0,5773 0,4714 0,3333 0,1725 0,0000 -0,1725 -0,3333 -0,4714 -0,5773 -0,644 -0,6666 -0,6440 -0,5773 -0,4714 -0,3333 -0,4714 -0,5773 -0,6440 -0,6666 -0,6440 -0,5773 -0,4714 -0,3333 -0,1725 0,0000 0,1725 0,3333 0,4714 0,5773 0,6440 0,6666 0,6440 0,5773 0,4714 0,3333 0,1725 0,0000 -0,1725 6 UA 101713 C2 5 10 15 20 25 30 Результати обчислень обмоток двигуна у другому випадку (при 0   / 6 та n  6 ) наведені у таблиці 3. Синтезована схема містить 18 обмоток. Після перевірки на дублювання розв'язків кількість обмоток скорочена до шести, тобто втричі. У другому випадку синтезована обмотка відома у фільтрах струмів нульової послідовності як схема "зиґзаґ з нулем" (фіг. 1). Симетрична схема зиґзаґу за допомогою топографічних еквівалентних перетворень (фіг. 7 та фіг. 8) може бути приведена до нового варіанта виконання схеми, яка названа лямбдою і показана на фіг. 2. Всі основні та всі додаткові обмотки утворюють один багатофазний фільтр струмів нульової послідовності. Кількість фаз багатофазного фільтра струмів нульової послідовності дорівнює половині кількості пазів. Фазні напруги цього фільтра утворені напругами ланок міжфазного електромагнітного зв'язку, За допомогою ланок міжфазного електромагнітного зв'язку обмотки багатофазного фільтра струмів нульової послідовності суміщені з основними обмотками статора. При цьому кільцевий магнітопровод статора суміщений з магнітопроводом фільтра струмів нульової послідовності (фіг. 3 та фіг. 4). У загальному випадку, якщо обмотка статора не містить однакових котушок в суміжних пазах і кількість пазів більше 12, двигун має на 25 %-30 % менший опір нульової послідовності і у 3,0-3,5 разу менший загальний коефіцієнт несинусоїдності струмів, споживаних двигуном. На фіг. 4 та фіг. 6 показаний двигун, у двадцяти чотирьох пазах статора якого розміщено 12 котушок, які містять 30 обмоток. Схема з'єднання обмоток двигуна має чотири різновидності (таблиця 4, Np=1, 2, 3, 4), що є припустимим при серійному виготовленні. На фіг. 4 представлена конструкція статора 68 з іншим варіантом розташування однотипних пазових котушок при умовах: кожна пара суміжних пазів має однакові конструкції є пазових котушок; котушки в суміжних пазах мають однакові кількості витків; однойменні пазові котушки підключені у сумарних послідовних з'єднаннях однойменними виводами. Пазові котушки однакові у кожній парі суміжних пазів. Конструкція обмоток 35, 36, 37 у першому пазу суміжної пари однакова з конструкцією обмоток 38, 39, 40 у другому пазу пари (порядковий номер пари суміжних пазів Np=1). Конструкція обмоток 41 та 42 у третьому пазу другої суміжної пари однакова з конструкцією обмоток 43 та 44 у четвертому пазу другої пари пазів (порядковий номер суміжної пари пазів - Np=2). Параметри обмоток кожної пари котушок визначені виразами (4)-(6): Wa  R  Sin2Np  1 / np   2  0  , (4) Wb  R  Sin2Np  1 / np   6  0  , (5) Wc  R  Sin2Np  1 / np  7  6  0  , (6) де: Np - порядковий номер пари суміжних пазів; np - сумарна кількість пар суміжних пазів. 35 40 На фіг. 6 дана принципова схема з'єднань обмоток пазових котушок при двадцяти чотирьох пазах статора двигуна та однаковому виконанні конструкцій пазових котушок у двох суміжних пазах. Числом 71 позначена пара суміжних пазів, в які вміщені різнотипні котушки. У суміжні пази пар з порядковим номерами Np , рівними 1, 3 та 5 вміщені однакові котушки першого виду, при якому кожна з котушок складається з трьох обмоток. У суміжні пази пар з порядковими номерами Np=2, 4 та 6 вміщені однакові котушки другого виду, при якому кожна з котушок складається з двох обмоток. Дані обмоток вміщені у таблиці 4. Схема з'єднань обмоток та кількості витків обмоток у ланках міжфазного електромагнітного зв'язку залежить від фазного кута  0 ;  0 - фазний кут між вектором напруги першої фази фільтра струмів нульової послідовності та вектором напруги фази А двигуна (фіг. 7). j 45 Нагадаємо, що: Uo * e 0 - початковий вектор фазних напруг багатофазної системи ланок міжфазного електромагнітного зв'язку у полярній системі координат;  0 - фазний кут між початковим вектором багатофазної системи напруг фільтра струмів нульової послідовності та початковим вектором трифазної системи фазних напруг на 50 затискачах двигуна;  - фазний кут між вектором напруги U  ланки міжфазного електромагнітного зв'язку та початковим вектором відліку фазного кута напруги Uo . На фіг. 7 дані варіанти топографічних зображень принципових схем з'єднань обмоток у ланках міжфазного електромагнітного зв'язку у залежності від фазного кута  вектора напруги U  ланки при 0  0 . На фіг. 7,а показаний загальний вигляд топографічного зображення ланки послідовного з'єднання обмоток міжфазного електромагнітного зв'язку. Кожна обмотка показана у вигляді вектора (фазора). Технічні характеристики обмоток ланки послідовних з'єднань 7 UA 101713 C2 залежать від суми векторів WA , WB, WC . Сума векторів цих обмоток утворює сумарний вектор U  з фазним кутом  відносно початку відліку напруги Uo . На фіг. 7,б-фіг. 7.з показані 5 10 15 20 25 30 35 40 топографічні зображення обмоток при зміні кута  ланки міжфазного електромагнітного зв'язку у межах від 0° до 300°. Помітимо, що уникнення дублювання однакових векторів ланок міжфазного зв'язку у пазах дає можливість мінімізувати втрати та вартість ланок послідовних з'єднань обмоток (фіг. 7,б-фіг. 7,з). З'єднання обмоток першої ланки створює вектор суми обмоток з напругою U  , яка має фазний кут 0° (фіг. 7,б). З'єднання обмоток другої ланки створює вектор суми обмоток з напругою U , яка має фазний кут 90° (фіг. 7,в). З'єднання обмоток третьої ланки створює вектор суми обмоток з напругою U , яка має фазний кут 120° (фіг. 7,г) і т.д. На фіг. 8 показані варіанти з'єднань одних і тих же обмоток в одній і тій же ланці міжфазного електромагнітного зв'язку. На фіг. 8,а-фіг. 8,ж показано 6 варіантів виконання однієї і тієї ж ланки. Кількість варіантів виконання одного сумарного послідовного з'єднання обмоток у одній фазі живлення двигуна досягає 200 і більше варіантів, що розширює можливості проектувальника у плані зниження вартості виготовлення двигуна. Робота двигуна змінного струму. Двигун змінного струму призначений для забезпечення живучості при обриві проводу однієї з лінійних фаз, покращення спектрального cкладу споживаного струму, а також для захисту двигуна від високовольтних імпульсів, високочастотних коливань напруги та електромагнітного імпульсу (ЕМІ) при відсутності обриву лінійної або нульової фази. Двигун працює у двох основних режимах: нормальному майже симетричному режимі та аварійному несиметричному режимі. Розглянемо креслення, показане на фіг. 1. У нормальному симетричному режимі після подачі симетричної трифазної напруги на затискачі А, В, С та 0 двигуна по обмотках 2-7 статора 1 протікають струми IA , IB, IC . Ці струми є майже симетричними, оскільки обмотки виконані за схемою симетричного зиґзаґу з нулем а в системі живлення відсутні неповнофазні режими. Симетричні струми створюють обертове магнітне поле і приводять ротор у рух. Зазначимо, що при симетричній системі живильних напруг на затискачах А, В, С та 0 у колі нульової фази 0 двигуна практично відсутній струм нульової послідовності Io , оскільки у симетричній трифазній системі напруг відсутня симетрична складова нульової послідовності напруг. У реальних умовах експлуатації Міждержавний стандарт ГОСТ 13109-97 допускає появу симетричної складової напруги нульової послідовності, але її величина не повинна перевищувати 2,0 % від основної гармоніки складової прямої послідовності. Оскільки обмотки двигуна суміщені із багатофазним фільтром струмів нульової послідовності, то такий двигун у 26 разів і більше зменшує напругу нульової послідовності живильної мережі. З тієї ж причини практично у стільки ж разів зменшуються напруги вищих гармонік, порядковий номер яких кратний трьом. З тієї ж причини у 2-8 разів зменшуються напруги перехідних та високочастотних процесів, викликаних комутацію струмів у живильній мережі. Такі двигуни нормально працюють при появі геомагнітних бур або електромагнітного імпульсу (ЕМІ), оскільки практично не реагують на появу постійного струму у колі нульової фази двигуна. В результаті якість електричних напруг живильної мережі значно покращується. При симетричному режимі живлення напруги та струми двигуна описуються такими виразами у відносних одиницях: UA  UB  UC  1 45 , (7) IA  1 IB  1 IC  1 ; ; , (8) U1  1 U2  0; U0  0 ; I1  1 I2  0; I0  0 ; IN  0 , (9) , (10) , (11) де: UA , UB , UC - модулі фазних напруг, величина яких дорівнює номінальному значенню фазної напруги Uн ; IA , IB, IC - струми у виводах обмотки статора двигуна; U1 та I1 - напруга та 50 струм прямої послідовності двигуна, U2 та I2 - напруга та струм зворотної послідовності двигуна, U0 та I0 - напруга та струм нульової послідовності двигуна; IN - струм у виводі нульової фази 01. 8 UA 101713 C2 В аварійному несиметричному режимі, пов'язаному з обривом проводу однієї з лінійних фаз, наприклад, фази А, на затискачах лінійних фаз А, В, С стан двигуна описуються такими виразами: UA 0  0; UB0 UC0  1 5 , (12) IA  0; IB  3  ; IC  3  12 12 , (13) U1  2 3 ; U2  1 3 ; U0  1 3 , (14) I1  1 I2  0; I0  1 , (15) ; IN  3 , (16). 10 Однак на виводах затискачів А, В, С, 0, а також на обмотках двигуна при обриві однієї з фаз, у тому числі і нульової фази, не виникла пульсуюча потужність, яка визначається з виразу (18) незважаючи на те, що струми докорінно змінилися, а саме: IА  0; IВ  3 1 2; IС  3 1 2, IN  3 15 , (17) Режим роботи двигуна при обриві однієї з фаз є несиметричним, але врівноваженим. Доведемо це твердження. Для оцінки ступеня врівноваженості роботи двигуна при обриві фази А оцінимо величину пульсуючої потужності Sп , яка рівна: Sп  3U1I2  U2I1  U0I0   32 3  0   1 3  1  1 3   1  0 (18) Із (18) можна встановити перший важливий висновок про те, що режим двигуна є врівноваженим, а його обертове магнітне поле є круговим. Споживана потужність двигуна Sp після обриву однієї з лінійних фаз не змінилась, а саме: 20 25 30 35 40 45 50  Sp  3U1I1  U2I  U0I   32 3  1   1 3  0   1 3   1  3 (19) 2 0  2 0 I1, I , I - комплексні спряжені значення струмів симетричних складових прямої, зворотної де: та нульової послідовності відповідно; U1, U2, U0 - комплексні значення напруг симетричних складових прямої, зворотної та нульової послідовності відповідно. За виразами (7) та (8) та за рівністю (19) можна зробити другий важливий висновок про те, що споживана потужність двигуна до і після обриву проводу однієї з лінійних фаз однакова. Із (13) випливає третій важливий висновок: струми у чотирьох з шести обмоток зросли у корінь з трьох разів, що знижує допустиму потужність на валу двигуна майже на 18 %. Струми у чотирьох обмотках 4-7 двигуна зросли на 73 %, а струм у нульовій фазі зріс утричі. Відсутність пульсуючої потужності свідчить про можливість параметричного перетворення несиметричного режиму у симетричний у найближчому живильному трансформаторі. У випадку, якщо обмотки живильного трансформатора ввімкнені за схемами трикутник-зірка, зірка-зиґзаґ, трикутник-лямбда або зірка-лямбда, то вхідні струми високої сторони таких трансформаторів є симетричними і описуються виразами (7) та (8), незважаючи на різку несиметрію струмів низької сторони, які описуються виразами (17). Звідси походить четвертий висновок про те, що обрив лінійної фази запропонованого двигуна забезпечує симетрію режиму постачання на високій стороні живильного трансформатора. Підвищення живучості двигуна змінного струму досягнуте шляхом об'єднання обмоток статора двигуна з обмотками фільтра струмів нульової послідовності, а також завдяки використанню нульової фази як резервного проводу. Таке перетворення врівноваженої несиметричної системи "дві лінійні фази-нульова фаза" при обриві фази у трифазну симетричну систему знизило опір нульової послідовності. На фіг. 1 шість обмоток 2-7 виконують дві функції: обмоток збудження двигуна та фільтра струмів нульової послідовності. Ефект набуття живучості нормальної роботи двигуна у випадку обриву однієї з лінійних фаз досягається при трьох і більше міжфазних електромагнітних зв'язках між обмотками двигуна, але при зростанні кількості міжфазних електромагнітних зв'язків між обмотками двигуна ефект посилюється. Звідси походить четвертий висновок про те, що обрив лінійної фази запропонованого двигуна забезпечує симетрію режиму постачання на високій стороні живильного трансформатора. Теоретичні дослідження та практичні випробування показали, що збільшення кількості фаз фільтра струмів нульової послідовності з трьох до дев'яти та/або п'ятнадцяти приводить до покращення спектрального cкладу споживаного струму двигуна, а також до ефективного захисту двигуна від швидких перехідних процесів, від високовольтних імпульсів, від високочастотних коливань напруги на обмотках та від електромагнітного імпульсу (ЕМІ). 9 UA 101713 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 5 та фіг. 6 показані варіанти виконання двигуна, обмотки статора якого між собою з'єднані у 6 ланок міжфазного електромагнітного зв'язку. Після подачі напруги на затискачі лінійних та нульової фаз симетричної системи напруг по обмотках протікають симетричні трифазні струми, які створюють обертове магнітне поле статора. Обертове магнітне поле статора розганяє ротор до підсинхронної швидкості. При розриві проводу однієї з лінійних фаз, наприклад, фази А напруга зворотної послідовності напруги досягає 14,4 %, вона викликає швидке додаткове нагрівання проводів обмотки відомого (серійного) двигуна, яке, як правило, виводить двигун з ладу. Але при заявленому виконанні двигуна перегріву не виникає. Слід зазначити, що останнє твердження справедливе при умові, якщо потужність на валу двигуна не перевищує 82 % від номінального значення. При цій умові втрати, а отже і температури двигуна до обриву та після нього є однаковими. Для досягнення підвищення живучості двигуна використано чотири принципи: 1-й - параметричне врівноваження режиму мережі та двигуна; 2-й - тісний електромагнітний зв'язок між обмотками статора двигуна; 3-й - взаємна компенсація струмів нульової послідовності у кожній котушці пазу статора; 4-й - взаємна компенсація магнітних полів розсіювання, які створюються струмами обмоток у їх пазовій та лобовій частинах. Детально зупинимось лише на третьому принципі. Згідно з третім принципом, сума ампервитків струмів нульової послідовності у кожній котушці дорівнює нулю. Якщо прийняти до уваги те, що всі струми нульової послідовності в обмотках двигуна рівні по величині та фазі, то принцип суми ампер-витків струмів нульової послідовності в обмотках кожної котушки може бути спрощений до такого принципу: сума витків-векторів обмоток у кожній котушці дорівнює нулеві. Нагадаємо, що у топографічному методі обмотка позначається вектором (фіг. 7 та фіг. 8), а оскільки вектори напруг на обмотках паза мають однакові напрямки, але протилежні напрямки струмів, то третій принцип (сума витків обмоток у кожній котушці дорівнює нулеві) може бути записаний у вигляді рівності для обмоток котушки, наприклад, для першого паза двигуна, показаного на фіг. 5, та для першого та другого пазів двигуна, показаного на фіг. 6: Wa1(1,7)+Wa2(1,7)+Wa3(1,7)=0 (20) Для другого паза двигуна, показаного на фіг. 5, та третього і четвертого пазів двигуна, показаних на фіг. 6, умову про те, що сума витків обмоток у кожній котушці дорівнює нулеві, запишемо у такому вигляді: Wa4(2,8)+Wa5(2,8) =0 (21) Цю рівність підтверджує кожна строчка таблиць 1-4. Вкажемо на ряд важливих особливостей заявленого двигуна. Навіть у випадку перегорання однієї з обмоток статора такий двигун забезпечує безаварійну роботу двигуна. Дійсно, у такому разі обрив проводу лінійної фази мережі адекватний перегоранню однієї з обмоток статора. Останнє є ще одним внеском у додаткову надійність та живучість двигуна змінного струму. Заявлений двигун забезпечує живучість двигуна також при короткому замиканні проводу однієї з лінійних фаз мережі на землю і наступному відключенні указаної лінійної фази, а також при короткому замиканні між двома проводами двох лінійних фаз мережі і наступному відключенні однієї з названих лінійних фаз. У всіх варіантах ротор може мати будь-яке відоме виконання: короткозамкнуте, з явними та неявними полюсами, з прямим та скошеним пазом, гаковидним, з постійно намагніченими полюсами, бути ротором крокового мотора і т.і. Наскільки нам відомо живлення двигуна змінного струму за системою "дві фази-нуль" є новим напрямком в електротехніці та електроенергетиці. Заявлений двигун забезпечує живучість (відмовостійкість) двигуна при таких аваріях: 1 - при обриві проводу однієї з лінійних або нульової фаз живильної мережі; 2 - при перегоранні однієї з обмоток двигуна; 3 - при короткому замиканні проводу однієї з лінійних фаз мережі на провід нульової фази або на землю і наступному відключенні вказаної лінійної фази; 4 - при короткому замиканні між двома проводами двох лінійних фаз мережі і наступному відключенні однієї з названих лінійних фаз. Випробування двох експериментальних зразків підтвердили працездатність двигуна і заявлене підвищення живучості двигуна змінного струму. Заявлений двигун доцільно використовувати у взаємозв'язаних, складних і важливих технологіях, у тому числі і стратегічних. Двигун може використовуватись у військовій та медичній техніці, у насосах, ліфтах, складських холодильниках, у технологічних лініях, наприклад, у прокатних та збагачувальних лініях металургії, вихід з ладу одного механізму яких може стати причиною зупинки всього виробництва і завдати значних збитків. Найбільш потрібні 10 UA 101713 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 такі двигуни для таких навантажень як головні циркуляційні насоси АЕС, які працюють у комплексі з пристроями неперервного живлення. Двигун призначений для приєднання до низьковольтних 0,4 кВ та середньовольтних мереж 6-10 кВ. Джерела інформації: 1. D.Sreiber. Frequency converter. Patent USA N 7747881, МПК Н03М 5/458. Публіковано 8.06.2004. 2. J.Bel!. Electric machine having an integrally continuous stator winding and stator slot bridges. Patent USA N 6936948, МПК Н02К 17/00. Публіковано 30.08.2005. 3. K.A. Dooley. Architecture for electric machine. Patent USA N 6965183, МПК Н02К 17/00. Публіковано 15.11.2005. 4. K.A. Dooley. Architecture for electricmachine. Patent USA N 7126313, МПК Н02Р 9/00, H02P 9/10. Публіковано 24.10.2006. 5. D.lmai, Y.Asao, M.Fujita. Electric rotating machine. Patent USA N 7209856, МПК Н02К 1/22, H02K 1/04. Публіковано 24.04.2007. 6. K.A. Dooley. Architecture for electric machine. Patent USA N 7583063, МПК Н02Р 11/00. Публіковано 1.09.2009. 7. K.A. Dooley. Architecture for electric machine. Patent USA N 7709980, МПК Н02К 9/19. Публіковано 4.05.2010. 8. Obata K., Matsunobu Y., Yasuhara Т., Koizumi T. Inverter-driver rotating machine system, rotating machine and inverter used in the same and electric vehicle using the same. Patent USA N 7764042, МПК Н02Р 27/04. Публіковано 27.07.2010. 9. Tallam R.M., Skibinski G.L… Terminator for reducing differential-mode and common-mode voltage reflections in AC motor drives. Patent USA N 7848122, МПК Н02М 1/12. Публіковано 7.12.2010. 10. Liang F., Degner M. Electric machine winding arrangement. Patent USA N 7545069, МПК Н02К 23/02. Публіковано 6.06.2009. 11… Liang F., Degner M. Electric machine winding arrangement. Patent USA N 7834507, МПК: Н02К 19/26, H02K 23/02. Публіковано 16.11.2010. 12. Kruse R. Pole winding pattern having parallel wound paths. Patent USA N 6946768, МПК: Н02К 1/ 00. Публіковано 20.09.2005. 13. Smith R. Winding for operation of a three-phase stepping motor from a two-phase drive. Patent USA N 4733113, МПК: Н02К 37/00. Публіковано 22.03.1998. 14. Lin T.T., Lin R.S. Two-phase hybrid step motor driven by three-phase driver. Patent USA N 6114782, МПК: Н02К 37/00. Публіковано 5.09.2000. 15. Lin T.T., Lin R.S. Stator coil T-connection for two-phase motors. Patent USA N 6597077. МПК: Н02К 37/14. Публіковано 22.07.2003. 16. Nashiki M., Makita S., Kamada Y. Motor with simplified structure and related control device.. Patent USA N 7825561, МПК: Н02К 3/00. Публіковано 02.11.2010. 17. Nojima. G. Method and apparatus for high impedance grounding of medium voltage AC driver. Patent USA N 7050279, МПК Н02Н 3/00. Публіковано 23.05.2006. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Двигун змінного струму, який містить статор, устаткований пазами та основними обмотками, вкладеними по одній в один паз, ротор, затискачі лінійних фаз двигуна, а також фільтр струмів нульової послідовності, який відрізняється тим, що до двигуна введено затискач нульової фази двигуна та додаткові обмотки, які розміщені по одній або по дві у кожному пазу, кожна основна обмотка послідовно з'єднана з однією або двома додатковими обмотками різнойменних пазів і утворює разом з ними ланку міжфазного електромагнітного зв'язку, кількість ланок міжфазного електромагнітного зв'язку дорівнює половині кількості пазів, фільтр струмів нульової послідовності виконано багатофазним, кількість фаз фільтра струмів нульової послідовності дорівнює половині кількості пазів статора, завдяки введенню ланок міжфазного електромагнітного зв'язку обмотки багатофазного фільтра струмів нульової послідовності суміщені з основними обмотками статора, кільцевий магнітопровід статора суміщений з магнітопроводом фільтра струмів нульової послідовності, кожна третина основних та додаткових обмоток статора ввімкнена між собою у сумарне послідовне з'єднання, три сумарні послідовні з'єднання обмоток статора між собою ввімкнені у зірку, один вивід кожного з трьох сумарних послідовних з'єднань приєднаний по одному до затискача лінійної фази двигуна, а середня точка вказаної зірки приєднана до затискача нульової фази двигуна. 11 UA 101713 C2 2. Двигун змінного струму за п. 1, який відрізняється тим, що кількість витків основної обмотки Wa та кількість витків кожної додаткової обмотки Wb та/або Wc кожного паза визначені за допомогою порядкового номера паза відповідно до виразів: Wa  R  Sin2N  1 / n   2  0  , (1) 5 Wb  R  Sin2N  1 / n   6  0  , (2) Wc  R  Sin2N  1 / n  7  6  0  , (3) 10 15 де: R - стала величина кількості витків для всіх пазів статора; n - загальна кількість пазів статора; N - порядковий номер паза статора, причому N  1, 2, 3,, n ;  0 - фазний кут між вектором напруги першої фази фільтра струмів нульової послідовності та вектором напруги фази (А) двигуна. 3. Двигун змінного струму за п. 1, який відрізняється тим, що кількість витків основної обмотки Wa та кількість витків кожної додаткової обмотки Wb та/або Wc кожної пари суміжних пазів з однаковими обмотками визначені за допомогою порядкового номера пари пазів відповідно до виразів: Wa  R  Sin2Np  1 / np   2  0  , (4) Wb  R  Sin2Np  1 / np   6  0  , (5) Wc  R  Sin2Np  1 / np  7  6  0  , (6) 20 25 де: Np - порядковий номер пари суміжних пазів Np  12,3,, np з однаковими кількостями , обмоток та їх витків; np - сумарна кількість пар суміжних пазів з однаковими кількостями обмоток та їх витків. 4. Двигун змінного струму за п. 1, який відрізняється тим, що обмотки статора двигуна ввімкнені за схемою зиґзаґ Zo або лямбда o , а кожна ланка міжфазного електромагнітного зв'язку складається із двох обмоток. 5. Двигун змінного струму за пп. 1-4, який відрізняється тим, що у кожному пазу статора між двома або трьома обмотками прокладена ізоляція. 6. Двигун змінного струму за пп. 1-4, який відрізняється тим, що у кожному пазу статора кожен провідник однієї обмотки оточений провідниками інших обмоток. 12 UA 101713 C2 13 UA 101713 C2 14 UA 101713 C2 15 UA 101713 C2 16 UA 101713 C2 17 UA 101713 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 18