Уже около пяти лет «НПО „Санкт-Петербургская электротехническая компания“ (СПБЭК) настойчиво собирает по предприятиям, институтам, научным центрам бывшего Союза внедренные рацпредложения, инновации, разработки.
Еще одна новация, применимая в российских реалиях связана с именем Дмитрия Александровича Дуюнова, занимающегося проблемой повышения энергоэффективности асинхронных двигателей:
"В России на долю асинхронных двигателей, по разным оценкам, приходится от 47 до 53% потребления всей вырабатываемой электроэнергии. В промышленности в среднем 60%, в системах холодного водоснабжения до 80%. Они осуществляют практически все технологические процессы, связанные с движением и охватывают все сферы жизнедеятельности человека. В каждой квартире находится асинхронных двигателей больше, чем жильцов. Ранее, поскольку задачи экономии энергоресурсов не было, при проектировании оборудования стремились „подстраховаться“, и использовали двигатели с мощностью, превышающей расчетную. Экономия электроэнергии в проектировании отходила на второй план, и такое понятие как энергоэффективность не было столь актуальным. Промышленность России энергоэффективные двигатели не проектировала и не выпускала. Переход к рыночной экономике резко изменил ситуацию. Сегодня сэкономить единицу энергетических ресурсов, например 1 т топлива в условном исчислении, вдвое дешевле, чем её добыть.
Энергоэффективные двигатели (ЭД) — это асинхронные ЭД с короткозамкнутым ротором, в которых за счет увеличения массы активных материалов, их качества, а также за счет специальных приемов проектирования удалось поднять на 1-2% (мощные двигатели) или на 4-5% (небольшие двигатели) номинальный КПД при некотором увеличении цены двигателя. Этот подход может приносить пользу, если нагрузка меняется мало, регулирование скорости не требуется и двигатель правильно выбран. С появлением двигателей с совмещенными обмотками „Славянка“ имеется возможность существенно улучшить их параметры без увеличения их цены. За счет улучшенной механической характеристики и более высоких энергетических показателей, стало возможным не только экономить от 30 до 50% потребления энергии при той же полезной работе, но и создавать регулируемый привод с уникальными характеристиками, не имеющий аналогов в мире.
В отличие от стандартных, ЭД с совмещенными обмотками обладают более высокой кратностью моментов, имеют КПД и коэффициент мощности близкий к номинальному в широком диапазоне нагрузок. Это позволяет повысить среднюю нагрузку на двигатель до 0,8 и повысить эксплуатационные характеристики обслуживаемого приводом оборудования.
По сравнению с известными методами повышения энергоэффективности асинхронного привода, новизна предлагаемого нами подхода заключается в изменении основополагающего принципа конструкции классических обмоток двигателя. Научная новизна заключается в том, что сформулированы новые принципы конструирования обмоток двигателей, а также выбора оптимальных соотношений чисел пазов ротора и статора. На их основе разработаны промышленные конструкции и схемы однослойных и двухслойных совмещенных обмоток, как для ручной, так и для автоматической укладки обмоток на стандартном оборудовании. На технические решения получен ряд патентов РФ.
Сущность разработки вытекает из того, что в зависимости от схемы подключения трёхфазной нагрузки к трёхфазной сети (звезда или треугольник) можно получить две системы токов, образующий между векторами угол в 30 электрических градусов. Соответственно, к трёхфазной сети можно подключить электродвигатель, имеющий не трёхфазную обмотку, а шестифазную. При этом часть обмотки должна быть включена в звезду, а часть в треугольник и результирующие вектора полюсов одноименных фаз звезды и треугольника должны образовывать между собой угол в 30 электрических градусов. Совмещение двух схем в одной обмотке позволяет улучшить форму поля в рабочем зазоре двигателя и как следствие существенно улучшить основные характеристики двигателя.
По сравнению с известными, частотно-регулируемый привод может быть выполнен на базе новых двигателей с совмещенными обмотками с повышенной частотой питающего напряжения. Это достигается за счёт меньших потерь в стали магнитопровода двигателя. В результате себестоимость такого привода получается существенно ниже, чем при использовании стандартных двигателей, в частности, значительно снижаются шумность и вибрации».
sdelanounas.ru
Я ничего не рекламирую, у меня вызывает восхищение гениальное и ПРОСТОЕ решение. Ну и гордость за то, что русские сделали в очередной раз невозможное. Кто далек от электротехники, могу для справки напомнить очевидные вещи, которые не ПРИНЯТО упоминать в приличном обществе. Ну ЧТО могут придумать эти дикие русские? Я имею в виду общемировой стандарт питающих трехфазных электросетей. Эту схему разработал наш соотечественник, русский инженер Доливо-Добровольский. Еще в конце 19-го века. Как и асинхронный электродвигатель, лучше которого по отношению цена – простота – надежность – технологичность за больше чем 100 лет ничего не родили. Давно ходили легенды про некого «Кулибина», который особым способом перемотал статорные обмотки, совместив в одном устройстве два включения – «звезду» и «треугольник». Как всегда, нашлись халявщики – плагиаторы, которые нагло давали заявки на авторство, но когда дело дошло до теоретического обоснования, так сразу позорно сдулись. Ничего не хочу больше расписывать, пройдите по ссылке первоисточника. Я просто скопировал страницу, а сертификаты с экспертизами уже читайте сами. Русская техническая мысль FOREVER !
Более 100 лет изобретатели во всех промышленно развитых станах мира предпринимали безуспешные попытки изобрести такие электродвигатели, которые могли бы заменить двигатели постоянного тока более простыми, надежными и дешевыми как асинхронные.
Решение было найдено в России, но установить действительного изобретателя на сегодняшний день не представляется возможным.
Существует патент RU 2646515 (на 01.01.2013 не действует) с приоритетом от 22.07.1991 года авторов: Власова В. Г. и Морозова Н. М., патентообладатель: Научно-производственное объединение «Кузбассэлектромотор» - «Статорная обмотка двухполюсного трёхфазного асинхронного двигателя», который практически полностью соответствует последующим заявкам на патенты Н. В. Яловеги, преподавателя Московского института электронной техники, от 1995 года (по этим заявкам патенты не выданы). Получается, что первоначальная идея не принадлежит Н. В. Яловеге который везде представляется изобретателям – «российского параметрического двигателя Яловеги» (РПДЯ). Но существует патент США, выданный 29.06.1993 г. Яловеге Н.В., Яловеге С.Н. и Беланову К.А., на электродвигатель аналогичный патенту РФ 1991 года, но создать по названным патентам электродвигатель никому не удалось т.к. теоретическое описание не содержит информации об конкретном исполнении обмоток, а «авторы» не могут дать разъяснений т.к. не обладают «видением» применения изобретения.
Вышеописанная ситуация с патентами указывает на то, что «авторы» патентов не являются истинными изобретателями, а скорее всего «подсмотрели» его воплощение у какого-то практика - обмотчика асинхронных двигателей, но не сумели развить реальное применение эффекта.
Электродвигатель с 2×3 двухслойными обмотками, сдвинутыми относительно друг друга получил название асинхронный электродвигатель с совмещенными обмотками (АЭД СО). Свойства АЭД СО позволили создать на его основе целый ряд технологического оборудования, отвечающего самым жестким требованиям энергосберегающих технологий. Выполненные проекты АЭД СО охватили мощностной ряд от 0,25 кВт до 2000 кВт.
Высокомоментные малошумные энергоэффективные асинхронные двигатели с совмещенными обмотками
Основные преимущества:
Примером таких двигателей могут послужить асинхронные электродвигатели (АД) серии АДЭМ. Их можно приобрести у завода-изготовителя УралЭлектро. Двигатели серии АДЭМ по установочно – присоединительным размерам полностью соответствует ГОСТ Р 51689. По классу энергоэффективности соответствуют IE 2 по IEC 60034-30.
Проведение модернизационных, ремонтных и сервисных работ на АД другой модификации позволяет довести их основные характеристики до уровня двигателей АДЭМ в области уменьшения потребления тока и увеличения наработки на отказ в 2-5 раза
По мнению международных экспертов, 90% существующего парка насосных агрегатов потребляют на 60% больше электроэнергии, чем это требуется для существующих систем. Несложно представить, какие объемы природных ресурсов можно сберечь, если учитывать, что доля насосов в общемировом потреблении электрической энергии составляет около 20%.
Европейским союзом разработан и принят к действию новый стандарт IEC 60034-30, согласно которому установлено три класса энергоэффективности (IE - Международная энергоэффективность) односкоростных трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором:
По требованиям упомянутого стандарта изменения касаются практически всех двигателей в диапазоне мощностей от 0,75 кВт до 375 кВт. Внедрение нового стандарта в Европе будет проходить в три этапа:
Все двигатели, изготовленные по стандарту IE3, при определенных условиях экономят до 60% электрической энергии. Технология, применяемая в новых электродвигателях, позволяет максимально уменьшить потери в обмотке статора, пластинах статора и ротора двигателя, связанные с вихревыми токами и отставанием фаз. Кроме того, в этих двигателях сведены к минимуму потери при прохождении тока через пазы и контактные кольца ротора, а также потери на трение в подшипниках.
Электропривод - главный потребитель электрической энергии.
Сегодня он потребляет более 40% от всей производимой электроэнергии, а в ЖКХ до 80%. В условиях дефицита энергетических ресурсов это делает особенно острой проблему энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода.
Современное состояние исследований и разработок в области реализации проекта
В последние годы, в связи с появлением надёжных и приемлемых по цене преобразователей частоты, широкое распространение стали получать регулируемые асинхронные приводы. Хотя их цена и остаётся достаточно высокой (в два–три раза дороже двигателя), они позволяют в ряде случаев снизить потребление электроэнергии и улучшить характеристики двигателя, приблизив их к характеристикам двигателей постоянного тока. Надёжность частотных регуляторов также в разы ниже, чем электродвигателей. Не каждый потребитель имеет возможность вложить такие огромные деньги на установку частотных регуляторов. В Европе к 2012 году лишь 15% регулируемых электроприводов укомплектовано двигателями постоянного тока. Поэтому актуально рассматривать проблему энергосбережения главным образом применительно к асинхронному электроприводу, в том числе частотно-регулируемому, оснащённому специализированными двигателями с меньшей материалоёмкостью и себестоимостью.
В мировой практике сложилось два основных направления решения указанной проблемы:
В первом случае усилия направлены на снижение стоимости частотных преобразователей. Во втором случае – на разработку новых электротехнических материалов и оптимизацию основных размеров электрических машин
maxpark.com
Полезная модель относится к электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности, высокомоментные малошумные асинхронные двигатели повышенной удельной мощности. Совмещенная шестифазная обмотка электрической машины для числа пазов статора z1=24 выполнена однослойной. Техническим результатом является создание схемы однослойной совмещенной обмотки статора для z1 =24 и 2р=2 или 4.
Полезная модель относится к электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности, высокомоментные малошумные асинхронные двигатели повышенной удельной мощности.
Известно, что форма кривой магнитного поля статорной обмотки в рабочем воздушном зазоре асинхронной машины имеет «негладкий» ступенчатый характер, отличный от синусоиды. Это приводит к модулированию магнитодвижущей силы (МДС) и снижению тягового усилия ротора машины.
Известно, что обмотка статора, выполненная однослойной, позволяет автоматизировать процесс намотки.
Известны энергоэффективные электрические машины с шестифазными так называемыми совмещенными обмотками, каждая в виде пространственно-совмещенной композиции из двух трехфазных взаимозависимых частей (обмоток), собранных одна в звезду, Другая в треугольник (RU 109934 U1, 27.10.2011, и RU 113090 U1, 27.01.2012), в том числе выпускаемые серийно высокомоментные асинхронные двигатели серии АДЭМ (промбразец, http://www.uralelectro.ru/), многослойная совмещенная обмотка статора которых выбрана в качестве аналога и прототипа предложенного технического решения. Эта обмотка позволяет эффективно подавить высшие нечетные гармоники МДС путем пространственного совмещения магнитных полей звезды и треугольника и, соответственно, приблизить к синусоиде фору кривой вращающегося магнитного поля в рабочем зазоре, за счет чего улучшить эксплуатационные характеристики электромашины.
Недостатком аналогов и прототипа является невозможность реализации автоматизированной намотки статора для машины с числом пазов z1=24.
Конструкция (схема) однослойной совмещенной обмотки для z 1=24 и числа полюсов машины 2р=2 или 4 не известна.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в технической реализации однослойной шестифазной совмещенной обмотки в электромашине с z1=24.
Техническим результатом является создание схемы однослойной совмещенной обмотки статора для z1=24 и 2р=2 или 4.
Указанный технический результат достигается тем, что совмещенная шестифазная обмотка машины с числом пазов z1=24 выполнена однослойной.
Вариант этой обмотки применим в машине с числом полюсов равным 2р=2 и представлен на фиг.1 в стандартных обозначениях. Другой вариант обмотки этого типа для 2р=4 представлен на фиг.2. На фиг.3 представлен вариант обмотки для 2р=2 (при последовательном соединении катушек).
Предполагаемая модель легла в основу разработки технической документации для обеспечения серийного выпуска машин серии АДЭМ на ОАО «УралЭлектро» (г.Медногорск).
Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что создана ранее не известная однослойная шестифазная совмещенная обмотка энергоэффективной высокомоментной электрической машины с z1=24 и 2р=2 или 4, при этом обеспечивается возможность автоматизации процесса намотки статора. Предлагаемое техническое решение промышленно применимо.
Совмещенная шестифазная обмотка электрической машины для числа пазов z1=24, отличающаяся тем, что выполнена однослойной.
poleznayamodel.ru
Устройство асинхронного энергосберегающего двигателя отличается от устройства асинхронного трехфазного двигателя. В конструкцию энергосберегающего двигателя внесены изменения, направленные на улучшение эксплуатационных характеристик для получения максимально высокого КПД.
Устройство и внешний вид энергосберегающего двигателя показаны на рисунке.
2.1 Корпус; 2.2 Рым-болт; 2.4 Заземляющее устройство; 2.5 Клеммная коробка; 2.8 Подшипниковый щит; 2.10 Кожух вентилятора; 2.11 Фирменная табличка; 3.1 Система охлаждения; 4.1 Вал; 4.2 Подшипники; 6.2 Устройство уплотнения; 6.3 Лапы;
Корпус энергосберегающего двигателя
Чаще всего корпус энергосберегающие двигатели изготавливаются из высококачественного чугуна. Чугун обладает износоустойчивостью и повышенной сопротивляемостью агрессивным средам. Для улучшения теплового баланса электродвигателя, корпус отливается совместно с охлаждающими ребрами, что значительно повышает ресурс работы статорной обмотки. Охлаждающие ребра разработаны так, чтобы уменьшить накопление влаги на них, и исключить ее попадание внутрь двигателя.
Конструкция энергосберегающего двигателя позволяет без демонтажа всего двигателя расположить клеммную коробку сверху, справа или слева. Это стало возможным благодаря специальному адаптеру, снижающего время модификации. Кроме этого такая конструкция позволяет сократить эксплуатационные затраты на складское хранение. Клеммная коробка отличается увеличенным размером. В ней имеется больше места для установки аксессуаров.
Система охлаждения и снижение уровня шума
Энергосберегающие двигатели выпускаются с различными системами вентиляции, в зависимости от режима работы. Обдув корпуса двигателя обеспечивается встроенным или внешним вентилятором. Конструкция вентилятора спроектирована таким образом, чтобы увеличить эффективность воздушного потока, сведя к минимуму потери на рециркуляции воздуха между вентилятором и кожухом. Повышенная механическая прочность вентилятора достигается за счет уменьшения диаметра лопастей вентилятора и усиления ступица вентилятора. Такая система охлаждения обеспечивает усиленный обдув всего корпуса, за счет чего поддерживается низкая рабочая температура, что гарантирует надежность и увеличенный срок эксплуатации. Аэродинамика двигателя позволяет увеличить эффективность воздушного потока, снижая потери за счет турбулентности воздушного потока между вентилятором и его кожухом.
В конструкции энергосберегающего двигателя изменено положение клеммной коробки и рым-болтов, что призвано улучшить воздушную обтекаемость двигателя. Все эти конструктивные изменения приводят к снижению температуры подшипников, уменьшают сроки смены смазки и увеличивают ресурс подшипников. Внешний вид крыльчатки встроенного вентилятора показан на рисунке. На рисунке показано, что система вентиляции двигателя, понижает уровень вибрации подшипникового щита, конца вала и кожуха вентилятора. А система отведения тепла позволяет эффективно отводить тепло из рабочего пространства двигателя.
Кожух вентилятора
Новая конструкция кожуха вентилятора обеспечивает повышенную стойкость к вибрации и ударам. Кроме этого у нее значительно понижен уровень шума и упрощен монтаж. Усовершенствованная конструкция кожуха улучшает распределение потока воздуха по всему корпусу.
Шильдик энергосберегающего двигателя
На шильдике энергосберегающего двигателя предоставлена информация об основных эксплуатационных характеристиках двигателя. На шильдике указывают все основные параметры энергосберегающего двигателя по которым можно построить все неоюходимые характеристики двигателя, необходимые для расчета и выбора двигателя.
1–Страна-производитель; 2–Три фазы; 3–Мощность двигателя; 4–Типоразмер двигателя; 5–Номинальное рабочее напряжение; 6–Частота сети; 7–Номинальный ток двигателя; 8–Эксплуатационный коэффициент; 9–Номинальная скорость; 10–Коэффициент мощности; 11–Режим работы; 12–Температура окружающей среды; 13–Класс изоляции; 14–Допустимый перегрев; 15–Степень защиты; 16–Высота; 17–Масса двигателя; 18–Схема соединения обмоток; 19–Количество смазки подшипника выходного вала; 20–Количество смазки подшипника глухого конца вала; 21–Тип смазки для подшипников; 22–Интервалы между смазками в часах; 23–Сертификат;
Подготовленные места для датчиков вибрации
В конструкцию энергосберегающего двигателя заложены места для установки датчиков вибрации. Их располагают под углом 90° по отношению друг к другу. Датчики вибрации энергосберегающего двигателя заказываются как дополнительная опция. Ее нужно обязательно указывать в опросном листе при заказе двигателя.
Рым-болты
Два рым-болта упрощают погрузочно-разгрузочные работы с двигателями и обеспечивают безопасность при перемещении двигателя.
Цельные лапы
Новая конструкция лап энергосберегающих двигателей обладают повышенной ударостойкостью и позволяют использовать такие двигатели на на объектах с повышенным уровнем вибрации. Лапы электродвигателя цельные. это обеспечивает более прочное конструктивное исполнение и низкий уровень вибрации.
Подшипники
Энергосберегающие двигатели снабжаются подшипниками самого высокого качества, производимых ведущими мировыми производителями. Они обеспечивают длительный срока эксплуатации даже в самых тяжёлых условиях. Производители подшипников для энергосберегающих двигателей декларируют срок службы вдвое больший чем подшипники общепромышленных серий.
Подшипниковые щиты
Конструкция подшипниковых щитов энергосберегающего двигателя отличается тем, что подшипник выходит за пределы щита. Это улучшает обдув подшипников и улучшает теплоотдачу. Применение качественных подшипников снижает уровень шума двигателя. Усиленная конструкция щита позволяет повысить его жесткость и избегать деформаций подшипникового узла в процессе эксплуатации.
Крышки подшипника
Внешняя крышка подшипника за счет ребристой поверхности улучшает теплоотвод с подшипников. Внутренняя крышка имеет канал подвода смазки, что улучшает качество подачи смазки на подшипники. Это позволяет снизить температуру нагрева смазки. Низкая температура на подшипниках существенно снижает периодичность замены смазки и помогает увеличить срок службы подшипников.
Клеммная коробка
Новая конструкция клеммной коробки энергосберегающего двигателя улучшает качество соединений проводов с клеммами двигателя. Ее конструкция позволяет упростить доступ к клеммам при подключении. Положение клеммной коробки и рым-болтов было изменено для того чтобы улучшить воздушную обтекаемость двигателя. Увеличенное внутреннее пространство облегчает доступ к клеммной колодке, что упрощает подводку и подключение кабелей. Размеры коробки оптимизированы, чтобы иметь больше места для ввода питающих кабелей и для дополнительных разъемов, что упрощает монтаж. Клеммную коробку можно смонтировать сверху, слева или справа на одном и том же корпусе двигателя. Положение клеммной коробки смещено в сторону вала, что снижает температуру на подшипниках и уровень шума за счет лучшего распределения воздушного потока по корпусу.
Система уплотнений
Система уплотнений энергосберегающего двигателя защищает от попадания в двигатель пыли и влаги. Она увеличивает ресурс двигателя при применении в агрессивных средах, защищая его от проникновения воды и пыли и обеспечивая тем самым необходимую степень защиты.
Внутренние антикоррозионное покрытие
Надежность изоляции является основным критерием при определении жизненного цикла энергосберегающего двигателя. Высокая влажность приводит к преждевременному ее старению. При относительной влажности выше 95% для любой температуры окружающей среды, рекомендуется покрывать все внутренние компоненты двигателя эпоксидной краской. Такой процесс получил название тропикализация двигателя.
Датчик температуры двигателя
В конструкцию энергосберегающего двигателя предусмотрены места установки датчиков температуры, которые обеспечивают встроенную температурную защиту. Датчик температуры реагирует на температуру обмоток двигателя. В качестве датчика температуры используют полупроводниковый элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.
eprivod.com
documents.tips
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу транспортных средств. Техническим результатом является повышение энергоэффективности и надежности привода, снижение уровня акустического шума. Малошумный энергоэффективный электропривод включает машину электрическую вращающуюся с числом полюсов 2р, равным 4 или более, и устройство управления. В качестве машины используют асинхронный двигатель с совмещенной обмоткой. Устройство управления содержит p контроллеров, один из которых может быть ведущим, другие - ведомыми. При этом каждая пара полюсов запитана от отдельного контроллера. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу транспортных средств.
Известен энергосберегающий привод для электротранспорта (патент RU 107648), включающий источник энергии, управляемый рекуператор-преобразователь частоты (контроллер) и электромашину в виде асинхронного двигателя (прототип). Недостатками его являются недостаточные надежность и малошумность.
Известна совмещенная обмотка двигателя, обеспечивающая повышенные энергоэффективность и и моментные характеристики, пониженные по сравнению с прототипом акустические шумы и вибрацию (RU 109934, 111723, 132271, 132272, 2507664, заявки на патенты №2013110174, 2014103647). Эта обмотка состоит из двух взаимозависимых трехфазных обмоток, соединенных одна в звезду, другая - в треугольник при соотношении чисел их витков, равном 3, причем на каждую фазу приходится равное число пазов, фазные катушки уложены в пазы так, что результирующие векторы индукции магнитных потоков соседних фаз (то есть индуцируемых следующими друг за другом по окружности статора фазными катушками) равны по величине амплитуды и образуют между собой угол в 30 эл. градусов.
Целью изобретения является получение технического результата в виде малошумного энергоэффективного электропривода повышенной надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что электропривод включает машину электрическую вращающуюся с числом полюсов 2р>4 и устройство управления. В качестве машины используют трехфазный асинхронный двигатель с совмещенной (шестифазной) обмоткой. Устройство управления включает р контроллеров, обеспечивая их резервирование и повышенную по сравнению с прототипом надежность, а также возможность управления фазами, при этом один из контроллеров может быть ведущим, другие - ведомыми, каждая пара полюсов запитывается от отдельного контроллера. Повышенную надежность обеспечивает также низкий уровень вибраций, вызываемый электромагнитными силами, которые могут приводить к обрыву и нарушению изоляции проводов обмотки двигателя.
На фиг. 1 представлен в стандартных обозначениях вариант схемы привода для 2р=6, где контроллер 1 является ведущим. Эта схема реализована на экспериментальном электромобиле с получением заявленного технического результата. Так, энергозатраты при равномерном движении со скоростью 60-80 км/час составили менее 60 Вт/км, а при отключении контроллера 2 или 3 электропривод продолжал функционировать в аварийном режиме.
Малошумный энергоэффективный электропривод включает машину электрическую вращающуюся с числом полюсов 2р, равным 4 или более, и устройство управления, отличающийся тем, что в качестве машины используют асинхронный двигатель с совмещенной обмоткой, а устройство управления содержит р контроллеров, при этом каждая пара полюсов запитана от отдельного контроллера.
www.findpatent.ru
Изобретение относится к области электротехники и электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками. Предлагаемая совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=2, с числом пазов z=18 для числа параллельных ветвей а=1 выполнена с шагом у=1-10 и 6 содержит катушек, при этом число mз витков нечетных катушек и число mтр витков четных катушек удовлетворяет отношению m /трm =з3.
Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в увеличении удельной мощности асинхронных машин при одновременном обеспечении снижения их материалоемкости, уровня шумов и вибраций. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнической промышленности и позволяет изготавливать энергоэффективные электрические машины, в частности высокомоментные малошумные асинхронные двигатели с повышенными эксплуатационными характеристиками.
Известно, что форма кривой магнитного поля обмотки в рабочем зазоре классических (стандартных) электрических машин имеет «негладкий», ступенчатый характер, отличный от синусоиды. Это приводит к модулированию МДС и снижению тягового усилия ротора машины, нежелательным акустическим шумам и вибрациям [1] что является известным недостатком. Поэтому изготовители стремятся указанную кривую приблизить к синусоиде различными способами [2, 3].
Известен принцип формирования обмоток энергоэффективных электрических машин с шестифазными так называемыми совмещенными обмотками (RU 109934 U1, опубл. 27.10.2011, и RU 113090 U1, опубл. 27.01.2012). К ним относятся серийно выпускаемые высокомоментные асинхронные двигатели серии АДЭМ (промобразец, http://www.uralelectro.ru/), некомбинированная совмещенная обмотка статора которых выбрана в качестве прототипа предложенного технического решения. Эта обмотка позволяет эффективно подавить высшие нечетные гармоники МДС и состоит из пространственно-совмещенной композиции двух трехфазных взаимозависимых частей (обмоток), собранных одна в звезду, другая в треугольник, при соотношении чисел витков треугольника и звезды, равном 3
, при этом на каждую фазу приходится равное число пазов, катушки различных фаз уложены в разные пазы так, что результирующие векторы индукции магнитного потока каждой из двух соседних фаз образует между собой угол в 30 эл. градусов, нечетные фазы соединены в звезду, а четные - в треугольник, или наоборот, а выводы их фаз соединены между собой и образуют точки их подключения. Совмещение магнитных полей звезды и треугольника приближает к синусоиде форму кривой вращающегося магнитного поля в рабочем воздушном зазоре, за счет чего улучшаются энергетические характеристики машины, понижаются материалоемкость, уровень шумов и вибраций.
Неизвестна схема комбинированной совмещенной обмотки электрической машины с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1 и числом пазов z=18, в которой в двухслойных пазах число витков в два раза меньше, чем число витков в однослойных пазах.
Задача, на решение которой направлена заявляемое решение, заключается в технической реализации ранее не применяемой в электромашиностроении комбинированной совмещенной обмотки в машине с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1, и числом пазов z=18 с целью получения технического результата в виде увеличения ее удельной мощности, снижения материалоемкости, уровня шумов и вибраций.
Указанный технический результат достигается тем, что совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=2, с числом пазов z=18 для числа параллельных ветвей а=1, выполнена с шагом у=1-10 содержит 6 катушек, при этом число mз витков нечетных катушек и число mтр витков четных катушек удовлетворяет отношению m /трm =з3.
Схема обмотки в стандартных обозначениях для a=1 представлена на фиг.1.
Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что схема совмещенной обмотки электрической машины с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1, и числом пазов z=18 выполнена комбинированной, включает полюсные катушки, которые состоят из двух равных по числу секций отдельных групп, при этом четные группы соединены в звезду/ нечетные - в треугольник или, наоборот, четные - в треугольник, нечетные - в звезду, а выводы одноименных фаз звезды и треугольника соединены между собой и образуют точки подключения фаз согласно поясняющего сущность заявленного технического решения чертежа на фиг.1. В отличие от аналогов и прототипа в указанных обмотках в двухслойных пазах число витков в два раза меньше, чем число витков в однослойных пазах.
По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи для электрической машины с совмещенной комбинированной обмоткой с шагом у=1-10, числом пар полюсов 2р=2, числом параллельных ветвей а=1 и числом пазов z=18, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо.
Источники информации
1. Проектирование электрических машин. Под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980.
2. А.В. Барков, Н.А. Баркова. Интеллектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации. Труды петербургского энергетического института повышения квалификации Минтопэнерго РФ и Института вибраций США, вып., 9, С-Пб, 1999 г.
3. А.В. Иванов-Смоленский. Электрические машины, том 1, М.: изд. дом МЭИ, 2006 г.
Совмещенная обмотка асинхронной машины с числом пар полюсов 2р=2 с числом пазов z=18 для числа параллельных ветвей а=1 выполнена с шагом y=1-10 содержит 6 катушек, при этом число mз витков нечетных катушек и число mтр витков четных катушек удовлетворяет отношению m /трm =з3.
www.findpatent.ru
