Трифазна 2р-полюсна електрична машина

Трифазна 2р-полюсна електрична машина зі статором, що містить 9р, охоплених котушками фазних обмоток, аксіально розміщених зубців, виконаних у вигляді пакетів, торці яких у радіальному напрямі створюють розточку статора, а в осьовому - замкнені з одного боку кільцевим ярмом, фазні обмотки виконані з 2р котушкових груп, ввімкнених між собою послідовно-зустрічно, причому котушки в групах сполучені послідовно C2 1 3 моток складається з 2р котушкових груп, ввімкнених між собою послідовно-зустрічно. Перша котушкова група кожної з фаз на першій полюсній поділці складається з трьох котушок, розміщених на зубцях 1, 2, 3 із співвідношенням кількості витків котушок як 1:3:1, друга котушкова група на другій полюсній поділці складається з двох котушок із співвідношенням кількості витків як 2:2, розміщених на зубцях 6 і 7. Котушки в котушкових групах ввімкнено між собою послідовно-узгоджено. На інших полюсних поділках котушкові групи фазних обмоток виконані аналогічно. Фазні обмотки взаємно зміщено по колу на Z1/3р, де Z1 - загальна кількість зубців. Недоліками зазначеної трифазної електричної машини є: 1) значні витрати провідникового матеріалу, викликані великою кількістю котушок у котушкових групах; 2) значні амплітуди вищих обмоткових гармонічних складових магнітної індукції у повітряному проміжку. В основу винаходу поставлена задача удосконалення трифазної 2р-полюсної електричної машини, в якій шляхом введення в конструкцію нових елементів, зміною кількості котушок у котушкових групах та вибором іншого співвідношення кількості витків у котушках забезпечується зменшення витрат провідникового матеріалу та зниження амплітуд вищих обмоткових гармонічних складових магнітної індукції у повітряному проміжку. Поставлена задача вирішується тим, що у відому трифазну 2р-полюсну електричну машину зі статором, що містить 9р, охоплених котушками фазних обмоток, аксіально розміщених зубців у вигляді пакетів, торці яких у радіальному напрямі створюють розточку статора, а в осьовому - сполучені з одного боку кільцевим ярмом; фазні обмотки виконано з 2р котушкових груп, які ввімкнені між собою послідовно-зустрічно, причому котушки в групах сполучено послідовно-узгоджено, а фазні Z обмотки взаємно зміщено по розточці на 1 зуб3p ців, згідно з винаходом, введено друге кільцеве ярмо, яке з'єднує між собою торці зубців у радіальному напрямі з другого боку; кожну фазну обмотку виконано з двох частин, розміщених на ділянках зубців з боку ярем і ввімкнених між собою послідовно-зустрічно; у кожній частині обмотки котушкову групу на першій полюсній поділці виконано з двох котушок: першої, яка охоплює три сусідніх зубці, та другої, закріпленої на середньому з них; на другій полюсній поділці котушкову групу виконано з однієї (третьої) котушки, яка розміщена на відстані двох зубцевих поділок від першої і охоплює два подальших зубці, причому перші котушки кожної з частин фазних обмоток розміщено впритул до ярем, зовні розміщено другі та треті котушки, а співвідношення кількості витків у першій, другій та третій котушках вибране як 2:3:4. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг.1 зображено поздовжній переріз машини; на фіг.2 - схему частини фазної обмотки статора на двох полюсних поділках; на фіг.3 - схему розміщення котушок частини фазних обмоток на зубцях. 95545 4 Статор трифазної 2р-полюсної електричної машини виконано з аксіально розміщених зубців 19 (фіг.1-3) у вигляді пакетів, набраних із пластин електротехнічної сталі (на двох полюсних поділках - дев'ять зубців, загальна кількість зубців - 9р) та двох ярем 10 і 11, що являють собою кільця, навиті із стрічки з електротехнічної сталі. Ярма 10 і 11 прилягають до торців зубців 1-9 в осьовому напрямі і забезпечують замкнення магнітного ланцюга машини. На ділянках зубців з боку ярма 10 розміщено першу частину 12 фазних обмоток з окремих котушок, а на ділянках з боку ярма 11 другу частину 13 фазних обмоток. Між собою перші та другі частини кожної фазної обмотки з'єднано послідовно-зустрічно (на фіг.1 не показано). Між зубцями 1-9, у просторі, вільному від котушок фазних обмоток, розміщено ротор 14 з короткозамкненою обмоткою 15 (у випадку, коли машина використовується як асинхронний двигун). Фазні обмотки машини в складі першої та другої частин взаємно зміщено по колу на Z1/3р зубцевих поділок (120 ел. градусів) і кожну з частин фазної обмотки виконано з 2р котушкових груп (фіг.2). Позначено: Z1 - загальна кількість зубців; р - число пар полюсів. Кожна з котушкових груп займає проміжок по колу, що дорівнює полюсній поділці. Між собою котушкові групи сполучено послідовно-зустрічно (фіг.2). Котушкову групу фази А на першій полюсній поділці виконано з двох котушок: першої - 16, яка охоплює три сусідніх зубці 1, 2 і 3, та другої - 17, яку розміщено на середньому із вказаних зубців (фіг.2); на другій полюсній поділці котушкову групу виконано з однієї (третьої) котушки 18, яку розміщено на відстані двох зубцевих поділок від першої котушки 16 і яка охоплює два сусідніх зубці 6 і 7 (фіг.2). Співвідношення кількості витків у першій 16, другій 17 та третій 18 котушках вибране як 2:3:4. Обмотки фаз В і С зміщено по колу відносно обмотки фази А на, відповідно, 3 та 6 зубцевих поділок і на протязі двох полюсних поділок котушки фази В розміщено на 4, 5, 6 та 9 і 1 зубцях, а котушки фази С - на 7, 8, 9 і 3, 4 зубцях. На наступних полюсних поділках у випадку, коли р>1 котушкові групи фазних обмоток виконують аналогічно. Перші котушки 16 кожної з частин обмоток фаз розміщено на відповідних зубцях впритул до ярем 10 і 11; зовні розміщено другі 17 та треті 18 котушки (фіг.3). Пропонована схема обмотки статора за створюваною нею формою магніторушійної сили (МРС) еквівалентна двошаровій розподіленій обмотці з числом пазів на полюс і фазу q=3 і відносy ним кроком    0,78 . Згідно з розрахунком об мотковий коефіцієнт для першої гармонічної складової МРС для пропонованої обмотки склав 0,9166, а для обмотки машини-прототипу - 0,921. Відношення обмоткових коефіцієнтів для вищих гармонічних складових МРС пропонованої обмотки  об і обмотки прототипу  'об склало: =5, 5  об  об =7, =11,  0,184 ;  0,811; '  об  'об  об  об  0,811; =13,  0,184 , що вказує на '  'об  об зменшення амплітуд зазначених складових МРС (позначено:  - порядковий номер гармонічної складової МРС відносно першої). Пропонована електрична машина в порівнянні з прототипом забезпечить кращі енергетичні показники: більш високий коефіцієнт корисної дії, кращі пускові властивості та менший рівень магнітної вібрації. 95545 6 Зменшення числа котушок у котушкових групах пропонованої обмотки дозволить скоротити витрати провідникового матеріалу за рахунок зменшення кількості суміжних сторін котушок та міжкотушкових з'єднань та спростити виконання обмотки. Введення другого ярма та розподіл фазних обмоток на дві частини дозволить спростити конструкцію машини та зробить її роботу більш надійною; при пошкодженні однієї з частин обмотки, друга її частина забезпечить протягом деякого часу функціонування машини. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 95545 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601