Электрическая машина переменного тока

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Олешкевич Марк Михайлович Олешкевич Вячеслав Маркович Макоско Юрий Валерьевич(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Электрическая машина переменного тока, содержащая ротор и статор, состоящий, по меньшей мере, из двух аксиальных пакетов с пазами, в которых расположена обмотка, отличающаяся тем, что пазы аксиальных пакетов сдвинуты по окружности относительно друг друга на угол 0,430,6 пазового деления, кроме того, пазы каждого аксиального пакета скошены на угол 1,20,86 пазового деления.(56) 1. Справочник по электрическим машинам В 2 т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т. 1. - М Энергоатомиздат, 1988. - С. 456 (с. 75, рис. 4.9). 2. Патент ЕР 0851559 А 1, Н 02 К 19/20 // Бюл.27. - 1998. Фиг. 1 Полезная модель относится к области электротехники, а именно к разделу электрических машин переменного тока, и может быть использована в качестве прямоприводных многополюсных асинхронных и синхронных ветро- и гидрогенераторов. Известна электрическая машина переменного тока с однослойной обмоткой статора(якоря) с числом пазов на полюс и фазу не менее 2 1. 29472006.08.30 Машина отличается сложностью конструкции обмотки, особенно при большом числе полюсов и пазов статора, несинусоидальной формой кривых электродвижущей силы(ЭДС) и магнитодвижущей силы (МДС), плохими энергетическими показателями применяется только в качестве асинхронных двигателей малой мощности. Известна электрическая машина переменного тока 2 - прототип, содержащая ротор и статор, состоящий, по меньшей мере, из двух аксиальных пакетов с пазами, в которых расположена обмотка. Недостаток этой электрической машины связан со сложностью конструкции обмотки из-за необходимости выполнения обмотки двухслойной с укороченным шагом и распределенной с числом пазов на полюс и фазу не менее 2. Задача, решаемая полезной моделью, заключается в упрощении схемы и конструкции обмотки. Поставленная задача решается тем, что в электрической машине переменного тока,содержащей ротор и статор, состоящий, по меньшей мере, из двух аксиальных пакетов с пазами, в которых расположена обмотка, пазы аксиальных пакетов сдвинуты по окружности относительно друг друга на угол 0,430,6 пазового деления, кроме того, пазы каждого аксиального пакета скошены на 1,20,86 пазового деления. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана электрическая машина переменного тока с двумя аксиальными пакетами статора, сдвинутыми по окружности относительно друг друга, и со скошенными пазами каждого пакета - поперечный разрез(развертка). На фиг. 2 показан статор с обмоткой электрической машины переменного тока с двумя аксиальными пакетами, сдвинутыми по окружности относительно друг друга, со скошенными пазами каждого пакета - продольный разрез (развертка). На фиг. 3 показана векторная диаграмма, поясняющая принцип действия электрической машины переменного тока с двумя аксиальными пакетами статора, сдвинутыми относительно друг друга, со скошенными пазами каждого пакета. На фиг. 4 представлена векторная диаграмма ЭДС (МДС) 5-й гармоники проводника при скосе пазов каждого аксиального пакета на 1,2 пазового деления. На фиг. 5 представлена векторная диаграмма ЭДС (МДС) 7-й гармоники проводников аксиальных пакетов при сдвиге пазов пакетов на 0,429 пазового деления. На фиг. 6 представлена векторная диаграмма ЭДС (МДС) 7-й гармоники проводников аксиальных пакетов при сдвиге пазов пакетов на 0,6 пазового деления. На фиг. 7 представлена векторная диаграмма ЭДС (МДС) 5-й гармоники проводника при скосе пазов каждого пакета на 0,858 пазового деления. Электрическая машина переменного тока состоит из ротора 1 и статора 2 с двумя аксиальными пакетами 3 и 4 с обмоткой 5, уложенной в пазах 6 одного аксиального пакета и в пазах 7 второго аксиального пакета. Пазы 6 и 7 аксиальных пакетов 3 и 4, в которых уложена каждая катушка обмотки, сдвинуты относительно друг друга на угол сд электрических градусов. Угол скоса пазов каждого пакета составляет ск электрических градусов. Пазовое деление или расстояние между соседними пазами -электрических градусов. При вращении магнитного поля магнитный поток наводит в каждом проводнике, расположенном в каждом пазу каждого аксиального пакета, ЭДС, состоящую из геометрической суммы ЭДС элементов скошенного проводника обмотки. ЭДС проводников обмотки,расположенных в аксиальных пакетах, складываются геометрически с учетом сдвига пазов пакетов. Результирующие ЭДС (МДС) основной и высших гармоник (5-й, 7-й) фазы обмотки с диаметральным шагом, с числом пазов на полюс и фазу, равным 1, при сдвиге пазов аксиальных пакетов на 0,43 пазового деления и скосе пазов каждого аксиального пакета на 1,2 пазового деления составляют 2 7 ск 60 / 360 где Е 11, Е 55, Е 77 и т.д. - ЭДС (МДС) основной и высших (5-й, 7-й) гармоник проводника обмотки при отсутствии сдвига пазов аксиальных пакетов и отсутствии скоса пазов каждого аксиального пакета сдсд 60 - угол сдвига пазов аксиальных пакетов, эл. град сд - сдвиг пазов аксиальных пакетов друг относительно друга в долях пазового деления д 60 эл. град - пазовое деление статора при числе фаз, равном трем, числе пазов на полюс и фазу, равном единице к - число витков катушки обмотки скск 60 - угол скоса пазов каждого аксиального пакета, эл. град ск - скос пазов каждого аксиального пакета в долях пазового деления. ЭДС (МДС) основной и высших гармоник, наводимые в проводниках обмотки, расположенных в пазах двух аксиальных пакетов, сдвинутых по окружности друг относительно друга на угол сд, каждый из которых выполнен со скосом ск, равны геометрической сумме ЭДС (МДС) элементарных проводников скошенных пазов///77777 ,/ / / где 1 ,5 ,7 - векторы результирующих ЭДС (МДС) 1-й, 5-й и 7-й гармоник, наводимые в проводнике одного аксиального пакета////// 1 ,5 ,7 - то же в проводнике второго аксиального пакета/ ,/ ,/ - векторы элементарных ЭДС (МДС) 1-й, 5-й и 7-й гармоник, наводи 1 мые в элементарных скошенных проводниках одного аксиального пакета////// 1 ,5 ,7 - то же в элементарных проводниках второго аксиального пакета. Результирующие ЭДС (МДС) основной и высших (5-й, 7-й) гармоник фазы обмотки с диаметральным шагом, с числом пазов на полюс и фазу, равным единице, при сдвиге пазов аксиальных пакетов на 0,6 пазового деления и скосе пазов каждого аксиального пакета на 0,86 пазового деления составляют 0,660(0,8660 / 2)12 к 112 к 110,92,20,8660 / 36050,660(50,8660 / 2)52 к 550, 2 70,8660 / 360 Таким образом, в обмотке полностью подавляются 5-я и 7-я и кратные им гармоники ЭДС (МДС), включая гармоники зубцового порядка, и значительно ослабляются 11, 13 и кратные им гармоники, включая гармоники зубцового порядка, без укорочения шага обмотки и без распределения по пазам. 3-я, 9-я и кратные им гармоники ЭДС (МДС) в трех 3 29472006.08.30 фазной обмотке отсутствуют. Обмотка может быть выполнена с диаметральным шагом,однослойной, и сосредоточенной с числом пазов на полюс и фазу, равным единице. Фиг. 7 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4