Статор синхронной электрической машины

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик рн 955368(23) Приоритет -Опубликовано 300882, Бюллетень Мо 32Дата опубликования описания 300882 Н 02 К 1/16 Государстненный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю,С,голубенцев, А,А,Дукштау, А,Н.Лу Заявите нинградское электромашиностроител "Электросила" им.С,М,Киров(54) СТАТОР СИНХРОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕС 1 АШИ Н лектри нструк рическ ится каетсяра эле Изобретение отн еским машинам и к ии сердечника ста ашин,ных чих 5 йО к 1 ф -- )Постоянно растущие требования к качеству генерируемой электрической энергии выдвигают необходимость принятия новых технических решений. Если ранее оноваривался только коэффициент искажения формы волны напряжения, то в настоящее время к электрическим машинам предъявляется также требования в отношении уровня коэф. фициента телефонных помех. Традиционные конструкции не всегда удовлетворяют новым требованиям г е деленипазам н упа электрическая машина,2 зубцовые гармонические второго порядков подавляютстановки полюсов с пере- стоянием между магнитными ных полюсов, при этом по- а разделены на группы с и более двух числом полюл сс, между осями полюсных оседних полюсов внутри ппы выполнен постоянным и угла 9 между осями полюсая эл дроге и ста а также си шина, наприодержащая ным сердеч 30 н Известн в которой первого и ся путем у менным рас осями смеж люса ротор одинаковым сов, и уго башмаков с каждой гру отличен от маков крайних полюсов сосепп ии д - полюсное е,шаг по а расточкестатора,число полюсов в одной грпе (11 .Однако осуществление групповогосдвига полюсов потребует дополнительных штампов для получения сегментов обода с различными расстояниями между пазами под хьосты полюсов, Эти сегменты имеют обычно весьма большие размеры, поэтому штампыочень сложны и дороги. Кроме того,требуется перенастройка уникальнь 1 хпрессов для замены одних штамповдругими, когда число позиций сегментов обода не одно, как обычно,а несколько.Извести нхронн цктрческая ма мер гинератор, с ротор торс шихтован ником, а кото рсм ныполнекь зубцоные деления с пазами для раэмек 1 еция в цих проводников обмотки2", .В даццой конструкции гиптрогекератсэ. ра для получения необходимой фермы гецерируемого н обмотке статора на пряжеия за гчет гкижеция зубцоных гармоцических необходимо увеличить число пазов статора ка полюс и фазу, а зто пр,. примецении н современных гидрогекера 10 рах стер(еевой об мотки с термореактинкой корпусной изоля 1 ией зеачетель,ст унели 1 ит трудс - емкость -13 ГстОнле 1351 маицы,Пель изобретения - улучцецие кривой напряжения обмотки статора и сеи-с жение 3 атра 1 цс 1 из готонле ние ма 11 ицы .Поставленная цель достигается тем, что зубцовые делекия статора расположены гругпами ранцоМерно по окружности статора, причем н гредел а х к а жд Ой гО У 11 и ы 3 У б ц О н ы е Д с-11 е е 111 Я ОДицакОВ-; и не 13 анны ЗубЦОВОлу Деле - нию на стыке смежных групп, при этом ПРИ ЧИС.1 Е 1:азон Н ГРУППЕ П ЗНВЧЕ- ния УВелитеЕных зубЦОВВ 1 х Делений ца стыке групп " и следующих на каждум из них О,"1 ина(Озых умее 1 ы 11 еццых зубцо" ных делеий 1:. Определяотся по форм. - лам тгде с. - зубцоное,пеление при равнсмерном расположении всех назон цастаторе.Кроме того, число увеличенных руб-.цовых делений по окружности статора кратно (разно или боль е) числу параллельных Ветвей н фазах облотАОки статора,На фиг, 1 изображен сердечникпредлагаемого статора, ка фит,2-бсегменты, необходимые для сборки сердечника. статора н случае разъемцОЙ 41и неразъемной его конструкции.На расточке сердечника статора 1(Фйг.1)пазы 2 расположены равномерно,двумя группами, причем в пределах групывсе зубцы 3 одинаковы и не раны крайним зозубцам гоуппы 4, В двух диаметральнопротивоположных местах сердечниказубцы выполнены более цирокими чемвсе остальные. Зубцоные,целеция настыке групп г. больше зубцоных деле"т 5кий н пределах группы г . Электрический угол мекду пазами ио обе стороны зубцов увеличенной ширины больше, чем между другими пазами соседних пазов, Количество таких уширенных зубцов по окружности машиныможет быть и иным (от единицы и больше), но такие зубцы должны быть равномерно расположены по расточке сердечника, а число их не должно бытьменьше числа параллельных ветвей в 65 обмотке статора, Последнее цеобхо- ДЕ;мО Для ТОГО, чтобы злектроднижущие силы нс 1 всех параллельных ветвях фаэ оставались одинаконежи и в машинах с непостоянной шириной зубцов, а также чтобы подавление зубцоных гормонических достигалос.ь Во всех ветвях фдэВ зонах расоложения расширекных зубцоь расстояния между смежными пазами 5 дгя закреплеия сегментов(по обе ст роны этих зубцов, отличаются от :рочих подобных расстояний н данных м-:ице в болыцую сторону (ВА) .Премер выполнения сердечника стато;.а, нрдставленный на фиг.1, может б,4 ть рс.комендонац, если число парал.;с.ьцых ветвей в фазах обмотки т:=1 или а=2.Конструкция, принеденная на фиг,1рассчитана ца разъемный статор, сост и.;1 ий из двух частей, причем разъелт сердечника расттолагаются по вертикальтой оси на рисунке, В этомслучае,цля сборки сердечника требуются при принятом чисге пазов нболыцом сегменте четыре позиции сегментов сердечника. обычный сегмент,31,"юча Рщий ВОссмь эубцОВых деленийфит, 2) (егеент с ОДним зубЦОВьм(фиг,5), и, наконец, сегмент с одим зУбцовым Делением;,т и тРемЯбцоными делениями т. (фиг,611,Таким образом, н приведенном примере дт;я сборки сердечника требуетгя четыре позиции ссгментон вместоцвух, ко "орые имс;ли бы место н данком глучае при равномерном располоЖЕНИ:1 ВССЕХ ЗубЦОВ КОГДа Оки ОДИ каков 1, .Евс дополнтельные позициисеМентов потребовались ввиду налиЕця ас:ширенных зубцов, В любых дру 144 х случаях также потребуются дополнтттс-.льеые позиции сегментов а значет и с:оотнетствуюшие штампы) из-за1 зянления расширенных зубцов, причем общее число позиций сегментовудваивается по сравнению с исходкьтм чиглом н обычной конструкциисердечника якоря,Расположение сегментов по слоямпоказано на фиг,1, где сплошнымилиниями показаны стыки сегментовВ Верхнем слое сердечника статора,а пунктом стыки в следующем за нимслое, н третьем слое расположекиесегмецтон соответствует расположению в первом верхнем слое.В случае неразъемкого статоранеобходимости н сегментах малых размероз нет, но для выполнения перекроя смежных слоев требуются дополнительные позиции сегментов. В данном примере потребонались бы, поми 955368мо позиций фиг.2 и Фиг,3, еще сегменты включающие восемь зубцовых)делений, в которых зубцовое делениебыло бы четвертым или пятым) открая сегмента (Фиг.4),Здесь имеется ввиду неразъемный,но сегментный сердечник статора(якоря), В машинах небольших размеров, где всего один сегмент, вообщеотпадает необходимость в дополнительных позициях. Здесь результат достигается беэ какого-либо усложненияконструкции статора (якоря). Изобретение обеспечивает снижение зубцовых гармонических. В то же времяотпадает необходимость увеличениячисла массивных и дорогостоящихштампов для сегментов обода ротораявнополюсных электрических машин.Кроме того, изобретение позволяетобеспечить подавление зубцовых гармонических не только в явнополюсныхно в любых электрических машинах,Дополнительные сегменты для сердечника могут быть получены без штампов, а путем разрезки большого сегмента на два, например, гильотинными ножницами.Как видно иэ чертежа, сегментыфиг.5 и фиг.б могут быть полученыразрезкой сегментов Фиг,2 и фиг,3на две части,Если обозначить число пазов якоря (статора) Х , число параллельных ветвей в обмотке статора схчисло повторяющихся групп пазовпо окружности сердечника 1=к/ис обязательным расширенным эубцовымделением С 2 и относительными одинакоными и меньшими эубцовыми делениями 1 то наибольшее подавление зуб/цовых гармонических достигается приследующих значениях зубцовых делений: 360 360 М 30 2 лО 6 2Пусть в машине с числом пазов на полюс и фазу , =2 и числом полюсов2 р=4 будет осуществлено подавлениезубцовой гармонической путем выполнения двух групп пазов (1=2),Число пазов в машине 2 =2 р идти- 4 2 3:24. Число пазов в каждой группе составит /к=4/=12. Каждой фазе при этом будет принадлежать24= - = вектора. При нормаль 3 2ном чередовании катушечных группобмотки статора Фазе А будут принадлежать проводники в пазах первойгруппы, Вычислим углы между векто ра , ЭДС этих проводников частотызубчатости.Угол между соседними пазами составит о =2 Ъ1- к/к ) = 330Тогда векторы ЭДС указанных че тырех проводников будут иметь следующие углы: О, 330, 180 и 150, Сумма этих векторов равна О. То же самоебудет иметь место и для фаз В и Сэтой группы пазов, Вторая группа 65 пазов идентична первой в отношении=ф -2где С - то зубцовое деление, которое бы имело место, если бы, как обычно, все зубцы были одинаковы и равномерно бы распологались по окружности якоря (статора). При этом естественно имеется ввиду, что число пазов к сохраняется неизменным, также, как диаметр машины. Приведенные соотношения соответствуют простому условию"тВ обычной электрической машине с одинаковыми зубцовыми делениями по окружности статора ЭДС зубцовой частоты складываются алгебраически, так как период гармонической зубцовой частоты равен зубцовому делению. Например, при числе пазов на полюс и Фазу= 2 угол между смежными пазами составляет в поле основной,(первой) частоты где а = 3 - число фаз, а в поле зубцовой частоты2 = 6 с= б 2 30 = 3600,10 Чтобы подавить зубцовую частоту вЭДС обмотки надо добиться того, чтобыЭДС проводников складывались геоме 1 рически таким образом, чтобы в суммеих вектора образовали замкнутый много угольник. Этого можно добиться, еслизубцовые деления статора выполнитьне одинаковыми, как обычно, а из не, скольких равных групп, причем в пределах каждой группы зубцовое деление 20 должно быть постоянно, а на стыкедвух смежных групп зубцовое делениемдолжно отличаться от 1;4 на величину,равную зубцовому делению 1 при равномерном обычном расположении эубцовых э 5 делений по окружности статора.При этом величины новых зубцовыхделений должны быть1- -") или = (4- - )(2 ) или1(1 л)У,Очевидно С- й = СВ угловом выражении для частоты эубчатости соответствующие им углы состоятхарактера сложения векторов ЭДСпроводников фаз.формула изобретения1. Статор синхронной электрической машины, например гидрогенератора; содержащий шихтованный сердеччик, на котором выполнены зубцовые деления с пазами для размещения в них 1 О проводников Обмотки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения кривой напряжения обмотки статора и снижения затрат на изготовление машины, зубцовые деления стато-ра расположены группами равномерно от окружности статора, причем в пределах каждой группы зубцовые деления одинаковы и не равны зубцовому делению на стыке смежных групп,при этом значение увеличенных зубцовых делений 1 на стыке групп и следующих за каждым из них одинаковых уменьшенных зубцовых делений й определяются поформулам1:ск Пгде 1. - зубцовое деление при равномерном расположении всехпазов на статоре;г, - число пазов в группе.2. Статор например гидрогенератор, по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что число увеличенныхзубцовых делений по окружности статора кратно (равно или больше) числупараллельных ветвей в фазах обмотки статора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2401304, кл. Н 02 К 1/24./5 ФП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а 465/69 Тираж 721 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушска