DE2518786B2 - Six-phase stator winding of an electrical machine - Google Patents
Six-phase stator winding of an electrical machineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sechsphasen-Ständervvicklung einer elektrischen Maschine, die aus zwei elektrisch gegeneinander verschobenen Dreiphasenwicklungen besteht.The invention relates to a six-phase stator winding an electrical machine made up of two three-phase windings that are electrically offset against each other consists.
Die Entwicklung der Energietechnik führt zur stetigen Vergrößerung der Einzelleistung von Turbogeneratoren. Eine Möglichkeit der Verbesserung der Ausnutzung von Maschinen bietet die Anwendung der Sechsphasen-Ständerwicklungen. Die Sechsphasenwicklungen erhöhen die Maschinenausnutzung infolge ihres besseren Wicklungsfaktors. Außerdem weisen sie eine Reihe anderer Vorteile auf, z. B. vermindern sie die zusätzlichen Verluste von Maschinen.The development of energy technology leads to a steady increase in the individual output of turbo generators. The application of the Six-phase stator windings. The six-phase windings increase the machine utilization as a result their better winding factor. They also have a number of other advantages, e.g. B. decrease the additional losses of machines.
Bei Turbogeneratoren ist die Anwendung von Sechsphasenwicklungen von der Leistung 1200 MW an zweckmäßig.For turbo-generators, six-phase windings are used from a power of 1200 MW expedient.
Die bekannten Sechsphasen-Ständerwicklungen von Turbogeneratoren (DE-OS 15 38 969) werden durch zwei elektrisch gegeneinander verschobene Dreiphasenwicklungen gebildet. In der Regel beträgt diese Verschiebung 30° el. In diesem Falle kann die an den Maschinenklemmen anliegende sechsphasige EMK mittels eines Transformators leicht in eine dreiphasige EMK umgewandelt werden, wobei man eine Niederspannungswicklung des Transformators in Stern und die andere in Dreieck schaltet und jede dieser Wicklungen mit der entsprechenden Dreiphasenwicklung des Generators verbindet. Die Hochspannungswicklung des Transformators ist hierbei in Stern geschaltet.The well-known six-phase stator windings of turbo generators (DE-OS 15 38 969) are through formed two electrically shifted three-phase windings. Usually this is Shift 30 ° el. In this case, the six-phase EMF applied to the machine terminals easily converted into a three-phase emf by means of a transformer, using a low voltage winding of the transformer in star and the other in delta and switches each of these windings connects to the corresponding three-phase winding of the generator. The high voltage winding of the The transformer is connected in star.
Ein Mangel der erwähnten Sechsphasenwicklungen besteht darin, daß sie gegenüber der Dreiphasenwicklung eine höhere Spannung zwischen den Wicklungsstäben im Wickelkopf aufweist.One shortcoming of the six-phase windings mentioned is that they are opposite to the three-phase winding has a higher tension between the winding bars in the end winding.
Mit der Vergrößerung der Leistung von Turbogeneratoren wächst auch die Spannung an der Ständerwicklung an. Gegenwärtig werden Leistungs-Turbogeneratoren für Spannungen von 22 kV und darüber entwickelt. Eines der wichtigsten Probleme bei solcher Spannungserhöhung ist die Koronaentladung in den Wickelköpfen der Ständerwicklung.As the output of turbo generators increases, so does the voltage on the stator winding at. Power turbo-generators for voltages of 22 kV and above are currently being used developed. One of the most important problems with such a voltage increase is the corona discharge in the End winding of the stator winding.
Gewöhnlich werden für Turbogeneratoren zweischichtige Dreiphasenwicklungen verwendet, bei denen die höchste Spannung zwischen den benachbarten Wicklungsstäben im Wickelkopf an Stoßstellen der Phasenzonen entsteht, an denen auch die stärkste Koronaentladung in Erscheinung tritt.Two-layer three-phase windings are usually used for turbo-generators, in which the highest voltage between the adjacent winding bars in the end winding at the joints of the Phase zones arise in which the strongest corona discharge appears.
Bei sterngeschalteten Wicklungen beträgt diese Spannung das l,73fache der Phasenspannung.With star-connected windings, this voltage is 1.73 times the phase voltage.
Bei den erwähnten Sechsphasenwicklungen mit einer Verschiebung von Dreiphasenwicklungen um 30° el. erreicht die Spannung zwischen den an Stoßstellen der Phasenzonen liegenden Wicklungsstäben einen Wert, der l,93mal so groß wie die Phasenspannung, also um 11,5% größer als bei Dreiphasenwicklungen mit der gleichen Phasenspannung ist.In the six-phase windings mentioned with a shift of three-phase windings by 30 ° el. the voltage between the winding bars at the joints of the phase zones reaches a value the 1.93 times as large as the phase voltage, i.e. 11.5% greater than with three-phase windings with the same phase voltage.
-. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sechsphasenwicklung mit einer niedrigeren Maximalspannung
zwischen den Wicklungsstäben im Wickelkopf zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer Wicklung der eingangs-. The invention is based on the object of creating a six-phase winding with a lower maximum voltage between the winding bars in the end winding.
In the case of a winding, this task is the one at the beginning
in genannten, z.B. aus der DE-OS 15 38 969 bekannten, Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gleichnamigen Phasen der beiden Dreiphasenwicklungen in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind, so daß eine Dreiphasenwicklung von links nach rechts iort-in the named, e.g. known from DE-OS 15 38 969, Type solved according to the invention in that the phases of the same name of the two three-phase windings in are wound in opposite directions, so that a three-phase winding from left to right iort-
i") schreitend und die andere von rechts nach links fortschreitend eingelegt ist.i ") striding and the other from right to left is progressively inserted.
Durch derartige Ausführung der Wicklung wird die an Stoßstellen der Phasenzonen auftretende Maximalspannung
herabgesetzt und ist ungefähr gleich der Phasenspannung. Dabei ist eine Koronaentladung auch
bei einer hohen Nennspannung praktisch ausgeschlossen. Somit ergibt sich die Möglichkeit, die Nennspannung
der Maschinen weiter zu erhöhen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einerBy designing the winding in this way, the maximum voltage occurring at the joints between the phase zones is reduced and is approximately equal to the phase voltage. A corona discharge is practically impossible even at a high nominal voltage. This makes it possible to further increase the nominal voltage of the machines.
An embodiment of the invention in the form of a
r> zweischichtigen Sechsphasenwicklung für 36 Nuten wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.r> two-layer six-phase winding for 36 slots is explained in more detail below with reference to the drawing explained.
F i g. 1 stellt ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäß ausgeführten Sechsphasenwicklung dar, undF i g. 1 shows a basic circuit diagram of the six-phase winding embodied according to the invention, and
K> Fi g. 2 zeigt ein Vektordiagramm der Nuten-EMK in der in F i g. 1 dargestellten Sechsphasenwicklung.K> Fi g. 2 shows a vector diagram of the groove emf in FIG the in F i g. 1 illustrated six-phase winding.
In F i g. 1 ist eine zweischichtige Sechsphasen-Ständerwicklung eines Turbogenerators gezeigt, die aus zwei gegeneinander um 30° el. verschobenen Dreipha-In Fig. 1 shows a two-layer six-phase stator winding of a turbo-generator, which from FIG two threephase shifted by 30 ° el.
n senwicklungen besteht. Die Bezugsziffern 1 bis 36 bezeichnen die Nuten des Ständers. Im Schaltbild sind die oberen Wicklungssläbe in ausgezogenen Linien und die unteren Wicklungsstäbe gestrichelt dargestellt. Die ers'e Dreiphasenwicklung ist in dicken Linien und die zweite Dreiphasenwicklung in dünnen Linien gezeichnet. Die Anschlüsse der Dreiphasenwicklungen sind an verschiedenen Ständerseiten herausgeführt. Die Phasenanfänge der ersten Dreiphasenwicklung sind mit Α}, Β}, Ci und die Phasenenden A\, Bi, C2 bezeichnet.There are no developments. The reference numerals 1 to 36 denote the slots in the stator. In the circuit diagram, the upper winding ends are shown in solid lines and the lower winding bars are shown in dashed lines. The first three-phase winding is drawn in thick lines and the second three-phase winding is drawn in thin lines. The connections of the three-phase windings are brought out on different sides of the stator. The beginning of the phase of the first three-phase winding are denoted by Α}, Β}, Ci and the phase ends A \, Bi, C 2.
4> Entsprechend haben die Phasenanfänge der zweiten Dreiphasenwicklung die Bezeichnungen /I2", O2", C2" und die Phasenenden die Bezeichnungen A{\ B'\ C". 4> Correspondingly, the phase beginnings of the second three-phase winding have the designations / I 2 ", O 2 ", C 2 "and the phase ends the designations A {\ B '\ C".
Jede Wicklungsphase nimmt am Umfang zwei Phasenzonen ein, d. h., der ganze Umfang ist in zwölfEach winding phase occupies two phase zones on the circumference, i. that is, the whole circumference is in twelve
μ Phasenzonen eingeteilt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt jede Phasenzone drei Nuten. μ phase zones divided. In the present exemplary embodiment, each phase zone comprises three grooves.
Beispielsweise nimmt die erste Zone der Wicklungsphase A in der oberen Wicklungsschicht die Nuten 1,2, 3 und die zweite Zone der Phase A die Nuten 19,20,21 For example, the first zone of winding phase A in the upper winding layer has slots 1, 2, 3 and the second zone of phase A has slots 19, 20, 21
« ein." a.
Die Spulengruppen einer Phase, welche verschiedene Phasenzonen umfassen, sind parallel geschaltet (es ist
auch eine Reihenschaltung möglich).
In F i g. 1 ist die Verschiebung der A1- und A"- PhasenThe coil groups of a phase, which comprise different phase zones, are connected in parallel (a series connection is also possible).
In Fig. 1 is the shift of the A 1 and A "phases
der beiden Dreiphasenwicklungen um 30° el. gezeigt.of the two three-phase windings at 30 ° el.
Die Windungen, die zur ersten Zone der Phase A1 gehören, sind entsprechend der Nutenfolge 1-16-2-17- 3-18 verbunden, d. h., die Wicklung schreitet nach rechts fort. Die nächste Zone nimmt die Phase A11 der zweitenThe turns belonging to the first zone of phase A 1 are connected according to the slot sequence 1-16-2-17-3-18 , that is, the winding proceeds to the right. The next zone takes phase A 11 of the second
b5 Dreiphasenwicklung ein. Beim Umlaufen dieser Phase folgen gemäß der F i g. 1 die Nuten 21-6-20-5-19-4, d. h„ die Wicklung schreitet nach links fort.b5 three phase winding a. When circulating this phase, according to FIG. 1 the grooves 21-6-20-5-19-4, d. h “the winding proceeds to the left.
Also ist die erste Dreiphasenwicklung von links nachSo the first three phase winding is from the left to the left
rechts fortschreitend und die zweite Dreiphasenwicklung in umgekehrter Richtung, d. h. zeichnungsgemäß von rechts nach links fortschreitend eingelegt.advancing to the right and the second three-phase winding in reverse, d. H. according to the drawing inserted progressively from right to left.
Somit sind die gleichnamigen Phasen der Dreiphasenwicklungen in entgegengesetzter Richtung .gewickelt. In diesem Falle ist die Spannung zwischen den Stäben an der Stoßstelle der Phasenzonen im Wickelkopf ungefähr gleich der Phasenspannung. Dies wird durch F i g. 2 veranschaulicht.Thus, the phases of the same name in the three-phase windings are wound in the opposite direction. In In this case the tension between the bars is at the junction of the phase zones in the end winding approximately equal to the phase voltage. This is illustrated by FIG. 2 illustrates.
In Fig.2 entsprechen die Bezeichnungen tier Vektoren der Nuten-EMK in der Sechsphasenwicklung den Bezeichnungen der Ständernuten in Fig. 1. Die EMK-Vektoren der oberen Stäbe sind in dicken Linien und die EMK-Vektoren der unteren Stäbe in dünnen Linien dargestellt.In Figure 2, the designations correspond to tier Vectors of the slot EMF in the six-phase winding the designations of the stator slots in Fig. 1. The Upper rod emf vectors are in thick lines and lower rod emf vectors are in thin lines Lines shown.
Die EMK einer Zone der Phase A1 des ersten Dreiphasensystems ist der EMK-Vektorsumme der Nuten 1-16-2-17-3-18 in entsprechender Reihenfolge gleich. Dabei bezieht sich der EMK-Vektor der Nut 1 auf den Anfang der Phase und der EMK-VeV.tor der Nut 18 auf das Phasenende. Dies bedeu te t, daß der in der Nut 1 liegende Stab gegen Erde auf Phasenspannung liegt und die Spannung an dem in der Nut 18 liegenden Stab gegen Erde Null beträgt.The EMF of a zone of phase A 1 of the first three-phase system is equal to the EMF vector sum of the slots 1-16-2-17-3-18 in the corresponding order. The EMF vector of slot 1 relates to the beginning of the phase and the EMK VeV.tor of slot 18 to the end of the phase. This means that the rod lying in the groove 1 is at phase voltage with respect to earth and the voltage on the rod lying in the groove 18 is zero with respect to earth.
> Wir betrachten nun die Spannung an der Stoßstelle der Phasenzonen, z. B. zwischen den oberen Stäben, die in der Nut 1 und in der Nut 36 liegen.> We now consider the voltage at the joint the phase zones, e.g. B. between the upper rods which lie in the groove 1 and in the groove 36.
Der in der Nut 1 liegende obere Stab gehört zur Phase A1 der ersten Dreiphasenwicklung, und der in derThe upper rod lying in the slot 1 belongs to phase A 1 of the first three-phase winding, and that in the
H) Nut 36 liegende obere Stab gehört zur Phase ß11 der zweiten Dreiphasenwicklung. Wie man aus Fig. 2 ersehen kann, liegt die Spannung zwischen diesen Stäben nur um die Hälfte der Windungsspannung höher als die Phasenspannung. Die Spannung zwischen denH) Groove 36 lying upper rod belongs to phase ß 11 of the second three-phase winding. As can be seen from Fig. 2, the voltage between these bars is only half the winding voltage higher than the phase voltage. The tension between the
i") anderen an Stoßstellen der Phasenzonen liegenden Stäben steigt auch nicht über diesen Wert an. Somit gewährleistet die Erfindung die Herabsetzung der in der Sechsphasenwicklung an den Stoßstellen der Phasenzonen auftretenden Maximalspannung auf einen Wert, der ungefähr der Phasenspannung entspricht.i ") others lying at the buttocks of the phase zones Bars does not rise above this value either. Thus, the invention ensures the reduction in the Six-phase winding at the joints of the phase zones occurring maximum voltage to a value that corresponds approximately to the phase voltage.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2257658C2 (en) * | 2003-10-07 | 2005-07-27 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Six-phase lap bar winding of electrical machine stator |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH613571A5 (en) * | 1977-01-20 | 1979-09-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | Delta-connected two-layer three-phase winding for an electrical machine, especially a superconducting machine |
| RU2498481C2 (en) * | 2009-07-01 | 2013-11-10 | Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН | Six-phase winding of alternating current machine |
-
1975
- 1975-04-28 DE DE19752518786 patent/DE2518786B2/en not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2257658C2 (en) * | 2003-10-07 | 2005-07-27 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Six-phase lap bar winding of electrical machine stator |
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| DE2518786A1 (en) | 1976-11-11 |
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|---|---|---|---|
| 8235 | Patent refused |