Silniki z uzwojeniami wielofazowymi

Krzywa przepływu od uzwojeń wielofazowych.

Stosując uzwojenia o większej liczbie pasm fazowych poprawia się kształt krzywej przepływu i zmienia się zawartość amplitud wyższych harmonicznych.

Na rysunku przedstawiliśmy krzywe przepływu od uzwojeń wielofazowych ( m=5 i m=7 ).

Porównanie amplitud wyższych harmonicznych zawartych w krzywej przepływu jest przedstawione na rys. poniżej.

Najwyższe amplitudy posiadają harmoniczne opisane wzorem: 2m±1. Uzwojenie o liczbie pasm fazowych m=5 nie generuje 5 i 7 harmonicznej, lecz dopiero 9 i 11 harmoniczną.

Zwiększenie liczby pasm fazowych ma sens do m=12. Dalsze zwiększanie liczby m nie powoduje dużego zmniejszania amplitudy wyższej harmonicznej. Można, stosując uzwojenia wielofazowe, łączyć zezwoje w grupy. Współczynnik grupy uzwojenia wielofazowego jest opisany jako.

Przykładowa zmienność współczynników grupy wyższych harmonicznych dla pasm fazowych m=5 są przedstawione poniżej.

Stosując najlepsze uzwojenie 3-fazowe, z eliminacja piątej harmonicznej, uzyskujemy 7,11,13,17 i 19 harmoniczną. Zwiększając liczbę pasm fazowych do pięciu - przy tej samej liczbie żłobków Q - uzyskujemy jedynie: 9, 11 i 19 harmoniczną ( z pierwszych dwudziestu harmonicznych ) przy stosowaniu tańszych jednowarstwowych średnicowych uzwojeń.

Współczynnik uzwojenia pięciofazowego jest o 8,2%

Większy od współczynnika uzwojenia trójfazowego. Natomiast współczynnik uzwojenia siedmiofazowego jest o 9,2% większy od współczynnika uzwojenia trójfazowego.

Umożliwia to lepsze wykorzystanie uzwojeń silnika, czyli: zmniejszenie wymiarów żłobka przy stosowaniu tych samych gęstości prądu w żłobku przy stosowaniu tych samych gęstości prądu w żłobku, więc i obniżenie masy i kosztów produkcji.

Wzrost liczby pasm fazowych stojana, powoduje zmniejszenie amplitud wyższych harmonicznych, dzięki czemu następuje zmniejszenie niekorzystnych zjawisk występujących w maszynach elektrycznych. Upowszechnienie się napędów falownikowych umożliwia wykorzystanie uzwojeń liczbie pasm fazowych silnika powoduje zmniejszenie prądu płynącego przez jeden klucz falownika, co dla silników o ograniczonej mocy może spowodować zmniejszenie kosztów falownika pomimo wzrostu liczby kluczy. Przy stosowaniu zwiększonej liczby faz, możliwe jest także obniżenie kosztów wykonania silnika przez zastosowania prostszych uzwojeń średnicowych jednowarstwowych o liczbie żłobków na biegun i fazę równej jeden. Takie uzwojenie łatwo poddają się automatyzacji wykonania co zmniejsza koszty produkcji. Brak izolacji między warstwowej daje również lepsze zapełnienie okna miedzią i zwiększenie sprawności maszyny. Wzrost współczynnika uzwojenia umożliwia zmniejszenie ilości miedzi stosowanej do produkcji uzwojeń maszyn wielofazowych, a więc zmniejszenie i gabarytów ( masy ) i obniżenie kosztów produkcji.

Zwiększenie liczby pasm fazowych, przy stosowaniu kluczy tranzystorowych o najwyższej mocy umożliwi budowanie silników o większej, niż dotychczas możliwej, mocy granicznej.

---