Синусна обмотка електричної машини

Синусная обмотка электрической маши ны, содержащая 2р катушечных групп, каж дая из которых состоит из N концентрических витков с различными ша гами, которые расположены на подложке из изоляционного материала и выполнены из плоского проводника с шириной активной части bn, а расстояние между двумя смеж ными проводниками равно bg, отличающ а я с я тем, что число витков каждой катушечной группы удовлетворяет выражению Винахїд належить до галузі електромашинобудування І може використовуватись в електричних машинах автоматичних пристроїв, наприк лад, Індуктосинах, обертових трансформаторах. Відома обмотка Інтегральної технології виготовлення, яка містить 2р котушечних груп, кожна з яких має концентричні різнокрокові витки, між якими встановлені магнітні вставки [1]. Недоліком цієї конструкції є зниження точності Інформаційної електричної машини за рахунок розходження нульових точок відносно кратних полюсному діленню кутів, ш,о обумовлено технологічними похибками виготовлення магнітних вставок та складання машини. Найбільш близькою до винаходу по сукупності ознак є синусна обмотка Інтегральної технології виготовлення, яка N = I nT bn +bg* —- — 1 _, 2 arcsln ' 71 Z ь а шаг 1-го витка определяется из выражения: УІ =Я — 2[ IN2 — І2 - IN2 - (N - \f + [ эл. град ] где 1пт - оператор выделения целой части числа о скобках, полученного для N, х~ ширина полюсного деления по наименьшому диаметру расположения активных частей проводников, 1 = 1,2... - порядковый номер витка катушечной группы при начале нумерации с витка наибольшего шага. 5424 містить 2р котушечних груп, кожна з яких складається з N концентричних рїзнокрокових витків, розташованих на Ізоляційній ПІДЛОЖЦІ, з шириною активної частини плоского провідника Ьп та мінімально можливою відстанню між двома суміжними провідниками [2]. Недоліком відомої конструкції обмотки є низькі фільтруючі властивості по відношенню до вищих прос торових гармонік та низьке значення коефіцієнта обмоткового для основної гармоніки через рівномірну зм.ну величини крока кожного дальшого витка по відношенню до крока попереднього. В основу винаходу поставлене завдання вдосконалення конструкції синусної обмотки електричної машини, що забезпечує покращення фільтруючих властивостей обмотки за рахунок зниження обмоткових коефіцієнтів вищмх просторових гармонік І підвищення використання її активного об'єму шляхом збільшення обмотковою коефіцієнта основної гармоніки. Коефіцієнти обмоткові для вищих гармонік зменшені в 2-5 разів, а фільтруючі властивості обмотки, що визначаються коефіцієнтом диференціального розсіяння, більше в 5-250 разів в залежності від числа витків N. При цьому коефіцієнт обмотковий для основної гармонии обмотки, яка пропонуєтьс я, збільшується на 20% І більше, uifl приводить до поліпшення використання активних матеріалів. Поставлене завдання вирішується тим, що в синусній обмотці електричної машини, яка містить 2р котушечних груп, кожна з яких має N концентричних витків з різними кроками, як і розміщені на П ІДЛОЖЦІ ІЗ ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріале та виконані Із плоского провідника з шириною активної частини Ьп. а відстань між суміжними провідниками дорівнює bg, згідно з винаходом число витків кожної котушечної групи визначається за виразом: де І - 1,2,....Н - порядковий номер витка котушечної групи при початку нумерації з витка найбільшого кроку; х~ ширина полюсного ділення по найменшому діаметру розташування активних частин провідників; Int - оператор виділення цілої частини числа в дужках, одержаного для N. На фіг. 1 зображено котушечну групу обмотки Із зазначенням кроків витків для довільного їх числа N; на фіг. 2 - форму намагнічуючої сили обмотки для випадка N= с D. 15 20 Синусна обмотка електричної машини містить 2р котушечних груп. Кожна котушечна група (фіг. 1) має Г4 концентричних витків 1, розміщених на ІЗОЛЯЦІЙНІЙ ПІДЛОЖЦІ 2, при цьому число N виконано у відповідності з відношенням — ІпТ 25 Крок 1-го витка в електричних радіанах при нум а рації, починаючи з витка найбільшого кроку, дорівнює уі —Ж 35 40 Наприк лад, при мінімально можливій ширині доріжок та при прийнятій технології виготовлення (методом фотолітографії) bg =1 мм та необхідній ширині активної частини провідника Ьп = 2 мм, розташовано на ширині полюсного ділення х =• 50 мм по найменшому діаметру розміщення активних частин провідника, котушечна група буде мати ЧИСЛО ВИТКІВ 45 N — ІпТ -------------— г- : ----- І =1п І 2 arcstn ' 50 2 • 50 При цьому крок першого витка буде дорівнювати N -ІпТ а крок 1-го витка визначається за виразом : =я2['N 2 12 - W ~ 55 arcs ln Ш ] =2,941 ЄЛ. град. 15 [ эл. град 3, Кроки дальших витків наведені в табл. 1. Фільтруючі властивості обмотки визначаються величиною коефіцієнта диференціального розсіяння; 5424 Kn — V ^1 Величини коефіцієнтів обмоткових для перших 15 гармонік при різних числах витків N та відповідних їм коефіцієнтів диференційного розсіяння наведені в табл. 2. Низький процентний вміст вищих гармонік обмотки, як а пропонується, графічно проілюстрований для випадка N 5 на фіг. 2. Відхилення ступеневоТ форми и.с. обмотки F від синусоїди на кожному з участків в відносних одиницях складає V2 де Ким - коефіцієнт обмотковий для основної гармоніки поля: Kw у ~ коефіцієнт обмотко вий" для вищих гармонік; t*=2q+1 - порядковий номер гармоніки; 10 q«G, ±1. ± 2.... Коефіцієнт обмотковий KwV обмотки, що пропонується, визначається за формулою ' 15 1 N 2» я-jrr . з Інтегральне відхилення від синусоїди дорівнює нулю. З метою порівняння фільтруючих властивостей обмотки, що пропонується, з властивостями обмотки прототипу в табл. З наведені аналогічні величини при тих сзмих числах витків N обмотки прототипу, яка характеризується рівномірною зміною кроку витків. ^У v 20 де Kyv = sln ~~Y ~ коефіцієнт укорочення кроку 1-го витка для v гармоніки. 25 Та б ли ця 1 У2 У4 ¥5 2,531 2,941 Уз 2,092 1,584 0.852 Т аб л иц я 2 X — N 3 5 0 7921 0 7892 0044 0 0515 0 067 0 291 0.266 0 352 0 58Э 0 006987 «, 4 0 027 0 0637 0 0069 0 ИЗ 0 243 0 166 0 333 0 001933 , . , - --------. — -------- б 7 8 9 10 0 7В87 0 7871 С78&7 0 7864 0 7662 0 7851 0013 0 0129 0 0362 0 0261 0 005 0 0724 0 147 0 1545 0 000545 0 0097 0 0307 0 0243 0ОО 83 0 0352 0 097 0 1398 0 000312 0DO7& 0 0157 0 0217 0CI36 00145 0 0614 0 1087 0 00017 00061 0 013В 0 019 0 01545 0 0029Ї 0 0376 0 06 0 000095 0005 0 01 IS 0 01Б& 00156 0 00357 0 022 0 0571 \ Ki К5 *7 к,, Ко К15 к0 ооззе 0 0239 0 0365 0 1387 02 0 0374 0 000868 1 _____________ ООСООЬб Т аб л иц я З N X 3 4 S 6 ------------- в 7 Kt 0 644 Кз Ks к? 9 0 6374 — 0 5373 0 2153 02147 0 2142 0 1326 Q09&5 QQ8Q9 01315 OOQ69 0 0786 0 1307 0 3957 0 077 0 0757 0 07119 0 071 0 0653 0 067В 00613 0 065S 0 05в6 00719 0 0155 0 0628 0 0153 0 0575 00151 0 0541 0 0) 504 0 6407 QS392 0 6384 0 63В0 0 6316 0 2357 0 225 Q 2203 0 2175 0 2163 к» 0 1725 0 1725 0 2357 0 1503 0 1274 0 1274 0 1444 0 1122 0 1012 01369 0 105 0О9О2 01343 0 101 0 0844 Км Кіз 0 644 0 644 0 1503 0 2250 0 1012 0 1126 0 0841 0 0641 К15 "а _ _ _ 0 2357 0 0357 0 206 0 0228 0 1414 0 0167 0 0902 0 0159 і---------------------------- --------------- ---------- 5424 Фіг.1. sin a 5424 7.2 0.4 0,6 0,8 1.0 1,2 1Л 5 2. УПОРЯДНИК Н Павлович Замовленнй 607 V Техред М.Моргентал Коректор А.Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патеит", м Ужгород, вул.Гагаріна, 101