Асинхронный двигатель с явно выраженными зубцами и шестифазный обмоткой на статоре

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Электротехника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 313. 045
АСИНХРОННИЙ ДВИГУН З ЯВНО ВИРАЖЕНИМИ ЗУБЦЯМИ ТА ШЕСТИФАЗНОЮ ОБМОТКОЮ НА СТАТОРІ
Панченко В.І., доц., Ципленков Д. В. канд. техн. наук, доц., Гребенюк А. М.
Національний гірничий університет
Україна, 49 005, Дніпропетровськ, пр. К. Маркса, 19, НГУ, кафедра & quot-Електричні машини& quot- тел. (056) 373−07−70, E-mail: tsyplenkovd@nmu. org. ua
Кириченко М. С.
Національний гірничий університет
Україна, 49 005, Дніпропетровськ, пр. К. Маркса, 19, НГУ, кафедра & quot-Електротехніки та метрології& quot-
Розглянуто схему обмотки статора асинхронного двигуна з явно вираженими зубцями, яка дозволяє усунути шкідливу дію вищих (5-ої, 7-ої та інших) гармонік магнітної індукції. Обмотка має просту конструкцію та забеспечує високу ремонтоздатність двигуна.
Рассмотрено схему обмотки статора асинхронного двигателя с явно вираженими зубцами- которая исключает вредное действие высших (5-ой, 7-ой и др.) гармоник магнитной индукции. Обмотка имеет простую конструкцию и обеспечивает высокую ремонтоспособность двигателя.
Асинхронні двигуни з явно вираженими зубцями [1] у порівнянні з традиційними мають більш просту конструкцію, та завдяки тому, що зосереджені котушки обмотки розміщені на окремих зубцях, таку обмотку легко ремонтувати (треба тільки замінити пошкоджену котушку). Крім того, такі двигуни потребують менше обмоткового проводу.
Недоліком двигуна [1] є те, що магнітне поле в повітряному проміжку має явно виражений східчастий характер, що зводить до появи значних за амплітудою гармонічних складових (гармонік) магнітної індукції. При цьому виникають проблеми з пуском двигуна, зменшується ККД, збільшуються шум та вібрація.
В роботі [2] запропоновано конструкцію двигуна та схему обмотки статора, які частково усувають перелічені вище недоліки. Осердя статора такого двигуна (рис. 1) складається із 12р аксіально розташованих зубців 1 (р-число пар полюсів), що зроблені у вигляді пакетів листів із електротехнічної сталі.
Внутрішні поверхні пакетів утворють розточку статора, а їх бокові поверхні з'єднані кільцевими ярмами 2, 3 навитими з холоднокатаної електротехнічної сталі. На зубцях з боку ярем, розташовані фазові обмотки 4, 5, кожна з яких складається із 2р котушкових груп. Групи між собою мають фазовий зсув в 180 електричних градусів і з'єднані послідовно-зустрічно. В свою чергу, кожна з котушкових груп складається із трьох послідовно з'єднаних котушок, числа витків яких знаходяться у співвідношенні 4: 7:4.
В просторі, вільному від котушок, всередені розточки, знаходиться ротор 6. Схема обмотки двигуна дає змогу значно зменшити амплітуди вищих гармонік магнітної індукції, в першу чергу п’ятої та сьомої. Однак, при цьому ускладнюється конструкція обмотки та утруднюється її ремонт, тому що на одних і тих же зубцях розміщуються котушки різних фаз.
Пропонується зберегти надзвичайно просту схему обмотки, притаманну конструкції [1], а вищі гармоніки магнітної індукціі (5-ту, 7-му та інші) усунути застосуванням на статорі шестифазної обмотки [3]. Для реалізації такої обмотки статор двигуна повинен мати 12р зубців.
Конструкція двигуна зберігається такою, як на рис. 1. На кожному зубці з обох боків розміщують окремі зосереджені котушки, причому котушки, які розташовані на непарних зубцях, з'єднують між собою по схемі & quot-трикутник"- (рис. 2.) (фази А!, ВьСі), а котушки парних зубців з' єднують між собою по схемі & quot-зірка"- (рис. 2.) (фази А2, В2, С2). Котушки обох сторін зубців з' єднують між собою послідовно-зустрічно.
Рис. 1. Асинхронний двигун з явно вираженими зубцями


• A і
. A і
/4
/4

/

B 1
B 1

ч/



/
С 1


Рис. 2. Схема з'єднання котушок двигуна у шестифазну обмотку
К отуш к и непарних з у б ц i в
К отуш к и парних з у б ц i в
2
3
4
5
6
7
8
9
Z
X
Y
С
B
С
A
Z
X
Y
Фазові напруги схем: & quot-трикутник"-
и д = 4,44 fДФ тд, & quot-зірка"- и -у = 4,44f wYФ тУ-, де / - частота, «д, «у — числа витків фаз, Фтд, Ф^ - амплітуди магнітної індукції у повітряному проміжку. Відоме співвідношення и д=4ьи Y при виконанні очевидної рівності Ф тд = Ф^ вимагає
збільшення у V? раз числа витків «д порівняно з WY. При цьому фазовий струм схеми & quot-трикутник"- в
л/3 разів менше фазового струму схеми & quot-зірка"-, що дозволяє відповідно зменшити поперечний переріз проводу обмотки у схемі & quot-трикутник"-. При цьому об'єми провідникових матеріалів обох обмоток будуть одинаковими. Обидві схеми, & quot-трикутник"- та & quot-зірка"-, між собою вмикають паралельно, для чого початки відповідних фаз з' єднують між собою.
Фазова напруга в схемі & quot-трикутник"- є одночасно і лінійною- вона має часовий зсув по фазі в 30° відносно фазової напруги в схемі & quot-зірка"-. Такий же зсув по фазі будуть мати у відповідних схемах намагнічуючі струми і магніторушійні сили обох обмоток.
З другого боку, просторовий зсув обмоток на один зубець при їх загальному числі 12р складає 30 електричних градусів, тобто маємо випадок, аналогічний шестифазній обмотці [3]. При цьому в сумарній МРС, в магнітній індукції двох обмоток Аь Вь С1, і А2, В2, С2 зникають гармоніки номерів 5, 7, 17, 19, …, що позитивно впливає на роботу двигуна. В даному випадку, порявняно з конструкцією [2], спрощується ремонт обмотки статора, тому що на кожному зубці знаходиться тільки одна котушка будь-якої фази. Пропоновану обмотку можна роглядати як розподілену з числом зубців на полюс і фазу q = 2 — при
цьому коефіціент розподілу для основної гармоніки поля Кр1 = 0,966. При р = 1 двигун повинен мати 12
зубців. Тоді кожна котушка займає в просторі розточки кут в 30°, що відповідає коефіцієнту укорочення Ку1 = 0,256. Обмотковий коефіцієнт
Кобі = Кр1 • Ку1 = 0,25. Для двигуна з р = 1 зроблено
розрахунок довжини проводу фазової обмотки І у порівнянні з довжиною проводу фази І0 двигуна традиційної конструкції. Одержано І = 1,06І0, тобто витрати провідникових матеріалів дещо вищі порівняно з традиційною розподіленою в пазах статора обмоткою. Але здобутком є те, що спрощується конструкція двигуна і забеспечується можливість легкого ремонту обмотки статора. Останнє, зрештою, дає змогу одержати економію провідникових матеріалів на протязі терміну експлуатації двигуна.
ЛІТЕРАТУРА
[1] Лущик В. Д., Штефан А. М. Асинхронный трехфазный двигатель с когтеобразными зубцами на статоре / Бесконтактные электрические машины, ХІ. — Рига.: Зинатне. 1972. — С. 256−290.
[2] А.с. СССР, № 1 838 863А3, кл. Н02к 17/22. Асинхронный трехфазный электродвигатель / В. И. Панченко, В. В. Панченко // Открытия. Изобретения. — 1993. — № 32, — С 2.
[3] Жерве Г. К. Обмотки электрических машин. — Л.: Энер-гоатомиздат, 1989. — 400 с.
Надійшла 30. 08. 2007

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой