Симетрична трифазна двополюсна двошарова обмотка

Винахід стосується електромашинобудування і може бути використаний при виготовленні й укладанні двошарових обмоток трифазних двополюсних асинхронних і синхронних електричних машин. Відома [1] симетрична трифазна 2/7-полюсна двошарова обмотка, котушки якої підрозділені на 6р груп по q котушок кожна, де р и q - позитивні цілі числа, і укладені двома шарами в Z=6pq пазах, рівномірно розподілених уздовж робочого повітряного проміжку, так, що перший шар утворений однойменними (лівими чи правими) активними сторонами котушок, що займають половину кожного паза, другий шар, що займає обсяг кожного паза, що залишився, утворений протилежними (правими чи лівими) активними сторонами котушок, при цьому кожна група укладена в q сусідніх пазів із кроком у=(0,8...0,857)3q. Використовуємий крок у забезпечує діапазон значень коефіцієнтів укорочення обмотки kYv=sin[90oyv/(3q)] по робочій гармоніці з порядком v=p, рівним 0,95...0,975, і зменшує величину коефіцієнта укорочення kY7 по найбільш небезпечній гармоніці з порядком v=7 від 0,588 при y/(3q)=0,8 до практично повного подавления при y/(3q)=857. З урахуванням того, що коефіцієнти розподілу обмотки kRv визначаються за виразом kRV=0,5/[qsin(30°v/3q)], значення обмотувального коефіцієнта по робочій гармоніці kwv=kYv*kRv одержують у діапазоні 0,907...0,931, що забезпечує високі техніко-економічні показники таких електродвигунів [1, 2]. Основний недолік обмотки з кроком y=(0,8...0,857)3q полягає в тім, що при числі полюсів 2р=2 значно збільшуються довжини лобових частин Lлоб котушок, загальна довжина L і маса G обмотувального проводу. Так, якщо в серійному 4-хполюсному двигуні 4A250S4 із внутрішнім діаметром статора Z=290 мм і числом пазів Z=60 (q=5) при висоті пазів h=34мм вибирається крок у=(0,8...0,857)3q=(0,8...0,857)15=12... 12,855=12, то довжину лобових частин Lлоб однієї котушки можна визначити за виразом [3] Lлоб=2[p-(D+h)y*1,52/Z]+4=2[p(290+34)*12*1,52/60]+4=622,8мм. Тоді при довжині осердя статора L1=220mm середня довжина витка Lcp=2L1+Lлоб=1062,8мм, а загальна довжина проводу L=6pqLcp=601062,8=63768мм. При діаметрі неізольованого проводу d=1,56мм і числі витків у котушці nк=36 [1] маса проводу G складє G=1,015*10-6*8,9*0,785d2nkL=1,015*10-6*8,9*0,785*2,4336*36*63768=39,616кг. По довіднику [1] довжина лобових частин Lлоб=620мм, середня довжина витка Laкт=1060мм, маса проводу G=39,6кг, що підтверджує справедливість використовуваних розрахункових виражень. При виконанні в геометрії серійного двигуна 4A250S2 із внутрішнім діаметром статора D=232мм і числом пазів Z=48 (q=8) при висоті паза h=32,3мм і виборі кроку двополюсній обмотки в=20 відповідно до рекомендації для багатополюсних машин [0,8*3q≤ 20≤ 0,857*3q] розрахункова довжина лобових частин котушки складає Lлюб=2*[p(D+h)y*1,45/Z]+4=2*[p(232+32,3)*20*1,45/48]+4=1007,3мм; Тоді при довжині сердечника статора L1=200мм середня довжина витка збільшується до Lcp=2L1+Lлоб=1407,3мм, а загальна довжина проводу до L=6pqLср=481407,3=67550,4мм. При діаметрі неізольованого проводу d=1,32мм і числі витків у котушці Lк=48 [1] маса проводу G збільшиться до G=1,015*10-6*8,9*0,785*d2nkL=1,015*106 *8,9*0,785*1,7424*48*67550,4=40,063кг. Найбільш близької по технічній суті і результату, що досягається, до пропонованого винаходу є симетрична трифазна двополюсна двошарова обмотка [1], котушки якої підрозділені на 6 груп по q котушок у кожній, де q позитивне ціле число, і укладені двома шарами в Z=6q пазах, рівномірно розподілених уздовж робочого повітряного проміжку, так, що перший шар утворений однойменними (лівими чи правими) активними сторонами котушок, що займають половину кожного паза, другий шар, що займає обсяг кожного паза, що залишився, утворений протилежними (правими чи лівими) активними сторонами котушок, при цьому кожна група укладена в q сусідніх пазах із кроком y≤ 2q. У серійному двополюсному двигуні 4A250S2 крок обмотки при