Шаг обмотки

Смотреть все термины ГОСТ 15845-80. ИЗДЕЛИЯ КАБЕЛЬНЫЕ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Смотреть что такое «Шаг обмотки» в других словарях:

шаг (обмотки) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN pitch … Справочник технического переводчика

шаг обмотки — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN winding polecoil spancoil pitch … Справочник технического переводчика

шаг обмотки — apvijos žingsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. winding pitch vok. Wickelschritt, m; Wicklungsschritt, m rus. шаг обмотки, m pranc. pas de bobinage, m; pas d’enroulement, m … Fizikos terminų žodynas

шаг (обмотки) по пазам — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN slot pole … Справочник технического переводчика

обратный шаг обмотки — atgalinis apvijos žingsnis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. back winding step vok. Wicklungsschritt auf der Gegenseite, m rus. обратный шаг обмотки, m pranc. pas arrière d enroulement, m … Radioelektronikos terminų žodynas

обратный шаг обмотки — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN back span … Справочник технического переводчика

прямой шаг обмотки — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN front span … Справочник технического переводчика

укороченный шаг (обмотки) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN short poleshortened pole … Справочник технического переводчика

частичный шаг (обмотки) с задней и передней стороны (якоря) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN back and front pitch … Справочник технического переводчика

частичный шаг (обмотки) со стороны коллектора — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN front pitch … Справочник технического переводчика

Источник

Обмотки статора и ротора электрических машин переменного тока

В статье рассказано про устройство обмоток статора и ротора электрических машин переменного тока.

Пространственное расположение обмоток статора:

Статор с двенадцатью пазами, в каждый из которых уложено по одному проводнику, схематично показан на рис. 1, а. Соединения между проводниками, уложенными в пазах, указаны только для одной из трех фаз; начала фаз А, В, С обмотки обозначены С1, С2, С3; концы — С4, С5, С6. Части обмотки, уложенные в пазах (активная часть обмотки), условно показаны в виде стержней, а соединения между проводниками, находящимися в пазах (лобовые соединения),— сплошной линией.

Сердечник статора имеет вид полого цилиндра, представляющего собой пакет или ряд пакетов (разделенных вентиляционными каналами) из листов электротехнической стали. Для машин малой и средней мощности каждый лист штампуется в виде кольца с пазами вдоль внутренней окружности. На рис. 1,б дан лист статора с пазами одной из применяемых форм.

Рис. 1. Расположение обмотки в пазах статора и распределение токов в проводниках

Пусть мгновенное значение тока iA первой фазы в некоторый момент времени максимально и ток направлен от начала С1 фазы к ее концу С4. Будем считать такой ток положительным.

Определяя мгновенные токи в фазах как проекции вращающихся векторов на неподвижную ось ON (рис. 1, в), получим, что токи фаз В и С в данный момент времени отрицательны, т. е. направлены от концов фаз к началам.

Проследим по рис. 1, г образование вращающегося магнитного поля. В рассматриваемый момент времени ток фазы А направлен от ее начала к концу, т. е. если в проводниках 1 и 7 он идет от нас за плоскость чертежа, то в проводниках 4 и 10 он идет из-за плоскости чертежа к нам (см. рис. 1, а и г).

В фазе В ток в этот момент времени идет от конца фазы к ее началу. Соединив проводники второй фазы по образцу первой, можно получить, что ток фазы В проходит по проводникам 12, 9, 6, 3; при этом по проводникам 12 и 6 ток идет от нас за плоскость чертежа, а по проводникам 9 и 3 — к нам. Картину распределения токов в фазе С получим по образцу фазы В.

Направления токов даны на рис. 1,г; штриховыми линиями показаны магнитные линии поля, создаваемого токами статора; направления линий определены по правилу правого винта. Из рисунка видно, что проводники образуют четыре группы с одинаковыми направлениями тока и число полюсов 2р магнитной системы получается равным четырем. Участки статора, где магнитные линии выходят из него, представляют собой северные полюсы, а участки, где магнитные линии входят в статор, — южные полюсы. Дуга окружности статора, занятая одним полюсом, называется полюсным делением.

Магнитное поле в различных точках окружности статора различно. Картина распределения магнитного поля вдоль окружности статора повторяется периодически через каждое двойное полюсное деление. Угол дуги 2 принимается за 360 электрических градусов. Так как вдоль окружности статора размещается р двойных полюсных делений, то 360 геометрических градусов равны 360р электрическим градусам, а один геометрический градус равен р электрическим градусам.

На рис. 1, г показаны магнитные линии для некоторого фиксированного момента времени. Если же рассмотреть картину магнитного поля для ряда последовательных моментов времени, можно убедиться в том, что поле вращается с постоянной скоростью.

Найдем скорость вращения поля. По истечении времени, равного половине периода переменного тока, направления всех токов изменяются на обратные, поэтому магнитные полюсы меняются местами, т. е. за половину периода магнитное поле поворачивается на часть оборота. Скорость вращения магнитного поля статора, т. е. синхронная скорость, равна (в оборотах в минуту)

Число р пар полюсов может быть только целым, поэтому при частоте, например, 50 Гц синхронная скорость может равняться 3000; 1500; 1000 об/мин и т. д.

Рис. 2. Развернутая схема трехфазной однослойной обмотки

Обмотки машин переменного тока можно разделить на три группы:

К специальным обмоткам относятся:

а) короткозамкнутая обмотка в виде беличьей клетки;

б) обмотка асинхронного двигателя с переключением на разные числа полюсов;

в) обмотка асинхронного двигателя с противосоединеннями и т. д.

Кроме вышеуказанного деления, обмотки отличаются по ряду других признаков, а именно:

1) по характеру исполнения — ручные, шаблонные и полушаблонные;

2) по расположению в пазу — однослойные и двухслойные;

Витком называется контур, образованный двумя последовательно соединенными проводниками. Секция, или катушка, представляет собой ряд последовательно соединенных витков, лежащих в двух пазах и имеющих общую изоляцию от корпуса.

Шаг секции называют диаметральным, если он равен полюсному делению и сокращенным, если он меньше полюсного деления, так как шаг секции больше полюсного деления не делают.

Характерной величиной, определяющей выполнение обмотки, является число пазов на полюс и фазу, т. е. число пазов, занимаемых обмоткой каждой фазы в пределах одного полюсного деления:

где z— число пазов статора.

Обмотка, приведенная на рис. 1, а, имеет следующие данные:

Даже для этой простейшей обмотки пространственный чертеж проводников и их соединений получается сложным, поэтому он обычно заменяется развернутой схемой, где проводники обмотки изображаются расположенными не на цилиндрической поверхности, а на плоскости (цилиндрическая поверхность с пазами и обмоткой «развертывается» в плоскость). На рис. 2, а дана развернутая схема рассмотренной обмотки статора.

На предыдущем рисунке было для простоты показано, что часть фазы А обмотки, уложенная в пазах 1 и 4, состоит всего из двух проводников, т. е. из одного витка. В действительности же каждая такая часть обмотки, приходящаяся на один полюс, состоит из w витков, т. е. в каждой паре пазов помещается по w проводников, объединенных в одну катушку. Поэтому при обходе по развернутой схеме, например, фазы А от паза 1 нужно w раз обойти пазы 1 и 4, прежде чем перейти к пазу 7. Расстояние между сторонами витка одной катушки, или шаг обмотки, у показан на рис. 1, г; он обычно выражается в числах пазов.

Рис. 3. Щиток асинхронной машины

Начало и конец каждой из трех фаз обмотки выводятся на щиток машины, где имеется шесть зажимов (рис. 3). К верхним зажимам C1, С2, СЗ (начала фаз) подводятся три линейных провода от трехфазной сети. Нижние зажимы С4, С5, С6 (концы фаз) либо соединяются в одну точку двумя горизонтальными перемычками, либо каждый из этих зажимов соединяется вертикальной перемычкой с лежащим над ним верхним зажимом.

В первом случае три фазы статора образуют соединение звездой, во втором — треугольником. Если, например, одна фаза статора рассчитана на напряжение 220 В, то линейное напряжение сети, в которую включается двигатель, должно быть 220 В в случае включения статора треугольником; при включении его звездой линейное напряжение сети должно быть

При соединении статора звездой нейтральный провод не подводится, так как двигатель является для сети симметричной нагрузкой.

Ротор асинхронной машины набирается из штампованных листов изолированной электротехнической стали на валу или на специальной несущей конструкции. Радиальный зазор между статором и ротором делается возможно меньшим для обеспечения малого магнитного сопротивления на пути магнитного потока, пронизывающего обе части машины.

Наименьший зазор, допустимый по технологическим требованиям, составляет от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров в зависимости от мощности и габаритов машины. Проводники обмотки ротора располагают в пазах вдоль образующих ротора непосредственно у его поверхности с тем, чтобы обеспечить наибольшую связь обмотки ротора с вращающимся полем.

Асинхронные машины выпускаются как с фазным, так и с короткозамкнутым ротором.

Рис. 4. Фазный ротор

Фазный ротор имеет, как правило, трехфазную обмотку, выполняемую, подобно статорной, с тем же числом полюсов. Обмотка соединяется звездой или треугольником; три конца обмотки выводятся на три изолированных контактных кольца, вращающихся вместе с валом машины. Через щетки, укрепленные на неподвижной части машины и скользящие по контактным кольцам, в ротор включается трехфазный пусковой или регулировочный реостат, т. е. в каждую фазу ротора вводится активное сопротивление. Внешний вид фазного ротора представлен на рис. 4, на левом конце вала видны три контактных кольца. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются там, где требуется плавное регулирование скорости приводимого в движение механизма, а также при частых пусках двигателя под нагрузкой.

Конструкция короткозамкнутого ротора значительно проще, чем фазного. Для одной из конструкций на рис. 5, а показана форма листов, из которых набирается сердечник ротора. При этом отверстия вблизи наружной окружности каждого листа составляют в сердечнике продольные пазы. В эти пазы заливается алюминий, после его затвердения в роторе образуются продольные токопроводящие стержни. По обоим торцам ротора заодно отливаются алюминиевые кольца, замыкающие накоротко алюминиевые стержни. Полученная при этом токопроводящая система обычно называется беличьей клеткой.

Рис. 5. Короткозамкнутый ротор

Короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой представлен на рис. 5,б. На торцах ротора видны вентиляционные лопатки, отливаемые заодно с короткозамыкающими кольцами. В данном случае пазы скошены на одно пазовое деление вдоль ротора. Беличья клетка проста, не имеет скользящих контактов, поэтому трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором наиболее дешевы, просты и надежны; они наиболее распространены.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Шаги обмотки

Схема лягушечьей обмотки проще всего определяется способом, предложенным В. Т. Касьяновым. Рассмотрим его на примере.

Решение этой задачи проводим в следующем порядке.

являются целыми числами, то условия симметрии соблюдены.

2. По формулам (1-6) и (1-7) определяем шаги петлевой обмотки

3. Вычерчиваем две секции петлевой обмотки, сдвинутые относительно друг друга на расстояние двух полюсных шагов, т. е. находящиеся в одинаковых магнитных условиях. Они будут расположены на расстоянии пазов.

секции изображены жирными линиями. Далее соединяем их секцией волновой обмотки, располагая проводники ее в тех же пазах, в которых лежат проводники петлевой обмотки (пазы 11 и 21). На рисунке эта секция показана тонкими линиями. Затем из полученной схемы определяем шаги волновой обмотки: они получаются равными:

4. Проверяем правильность полученных шагов обмотки.

если он получится равным ранее полученному

из схемы, то схема правильна. По формуле (1-19) получаем

т. е. схема правильна.

б) Определяем, отсутствует ли э. д. с. между пластинами 1 и 21. Эти пластины сдвинуты относительно друг друга на два полюсных шага, т. е. они одновременно попадают под одноименные щетки и при этом оказываются соединенными токособирательной шиной или проводом, показанным на рис. 1-48 линией С. Если бы между пластинами 1 и 21 существовала э. д. с, тогда по замкнутому контуру, образованному секцией петлевой обмотки А, секцией вол-

волновой обмотки Б, щетками и токособирательной шиной С прохо-ходил бы ток, который вредно влиял бы на работу машины, вызывая потери в обмотке якоря и увеличивая плотность тока под щетками.

Рассматривая рис. 1-48, мы видим, что в данном случае сумма э. д. с. между пластинами 1 и 21 будет равна нулю, так как э. д. с. секций А и В равны и направлены в противоположные стороны. Э. д. с. этих секций равны потому, что э. д. с. проводников, расположенных в пазу 11, равны, а э. д. с. проводников 1 и 21 также равны, так как эти проводники лежат в пазах, находящихся в одинаковых магнитных условиях: если проводник 1 лежит под краем северного полюса, то проводник 21 тоже лежит под краем следующего северного полюса, ибо на каждый полюс приходится по 10 пазов.

Заметим, что если бы мы расположили секцию волновой обмотки в пазах 12 и 21, как показано на рис. 1-49, тогда схема была бы неправильной, ибо между пластинами 1 и 21 существовала бы э. д. с, так как э. д. с. проводников, лежащих в пазах 11 и 12, не были бы равны. Она вызвала бы уравнительный ток в обмотке якоря.

Рассмотрев схему лягушечьей обмотки, мы можем сделать заключение, что она не требует уравнительных соединений. Коллекторные пластины 1 и 21, которые при петлевой обмотке должны

секциями А и В, сумма э. д. с. которых равна нулю, т. е. они заменяют уравнитель. Благодаря тому, что волновая обмотка подключена ко всем коллекторным пластинам, лягушечья обмотка имеет полное число уравнительных соединений.

Как мы уже ранее отметили, сумма э. д. с. секций, включенных между пластинами 1 и 21, только в том случае равна нулю, если эти секции имеют правильные шаги, как показано на рис. 1-48,

— частичные шаги соответственно петлевой и волновой обмоток. Из этого рисунка видно, что

т. е. сумма первых шагов петлевой и волновой обмоток должна

быть равна шагу уравнительных соединений

и волновой обмоток должны быть связаны соотношением:

— шаги по коллектору петлевой и волновой обмоток.

Отсутствие уравнительных соединений в лягушечьей обмотке является одним из ее преимуществ по сравнению с петлевыми обмотками, в особенности двукратно-замкнутыми сложно-петлевыми, которые требуют сложной системы уравнительных соединений.

При определении шагов лягушечьей обмотки, в основу которой положена двукратно-замкнутая сложно-петлевая обмотка, необходимо следить за тем, чтобы секциями волновой обмотки соединялись обе части петлевой, т. е. чтобы сложно-волновая обмотка была однократно-замкнутой.

—4. Действуем аналогично предыдущему примеру.

1. Шаги петлевой обмотки

Эта обмотка будет двукратно-замкнутой, т. е. она распадается на две обмотки, из которых одна присоединена к нечетным, а другая к четным коллекторным пластинам.

пластины, и соединим их секцией волновой обмотки (рис. 1-50).

Находим шаги волновой обмотки:

, равное 4, имеют общий делитель 4, то обмотка будет четырехкратно-замкнутая, причем две обмотки будут присоединены только к четным пластинам, а две — только к нечетным, т. е. секции волновой обмотки не соединяют нечетные пластины с четными, в то время как петлевая обмотка распадается на две обмотки, из которых одна приключена к нечетным пластинам, а другая — к четным. Такая лягушечья обмотка работать не может, так как она распадается на части, не связанные между собой электрически.

Во всех случаях при проверках схем лягушечьих обмоток поступают так, как указано выше, т. е. проверяют:

условия симметрии обмотки;

отсутствие э. д. с. между пластинами, отстоящими на расстояние шага уравнительных соединений, равного К1р;

наличие соединения между обмотками, в случае применения лягушечьих обмоток, в основу которых положены неоднократно-замкнутые сложно-петлевые обмотки.

Лягушечьи обмотки применяются многими заводами.

Практические схемы обмотки

Для изготовления обмотки якоря нет необходимости давать ее полную схему. Подробные схемы обмоток, изображенные ранее, необходимы только при их изучении, для выяснения числа параллельных ветвей, расположения щеток на коллекторе, расположе н

расстоянию между пазом 1 и пазом 10. Из этого же рисунка видно, что обе секции, лежащие рядом в пазу, можно изолировать вместе.

На рис. 1-51, б приведена часть схемы ступенчатой петлевой обмотки. Так как секции, лежащие своими верхними сторонами в пазу 2, нижними сторонами лежат в пазах 12 и 13, то изолировать эти две секции вместе нельзя. В этом случае обмотку приходится изготовлять из полусекций, причем две полусекции, лежащие рядом в одном пазу, изолируются вместе. После укладки в пазы полусекции со стороны, противоположной коллектору, соединяются хомутиками.

На рис. 1-52, а изображена схема волновой обмотки неступенчатой, а на рис. 1-52, б — ступенчатой; этих схем вполне достаточно для определения ширины секции. Готовые секции укладываются в пазы якоря, и затем их соединяют между собой по заданному шагу по коллектору.

Данные для выполнения уравнительных соединений приводятся обычно в виде таблицы (см. стр. 48 и 51).

Источник

Что такое шаг обмотки

Основные сведения. В машинах постоянного тока применяется двухслойная обмотка, у которой одна активная сторона каждого витка закладывается в верхнем слое одного паза, другая — в нижнем слое паза, отстоящего от первого приблизительно на расстоянии полюсного деления τ (рис. 2.10). Таким образом, в каждом пазу имеется два слоя обмотки, отсюда и название: двухслойная обмотка.

Часть обмотки, состоящая из одного или нескольких витков

между двумя коллекторными пластинами, следующими друг за другом по схеме обмотки, называется секцией. Концы секций припаиваются к коллекторным пластинам таким образом, чтобы к концу одной секции присоединялось начало следующей. В результате вся обмотка будет состоять из последовательно соединенных секций.

Рис. 2.10. Расположение витков двухслойной обмотки

Рис. 2.11. Расположение секций обмоток в пазах якоря: а — равносекционная обмотка; б — ступенчатая обмотка

Рис. 2.12. Действительные и элементарные пазы

В машинах, мощность которых превышает 0,6 квт, секции обмотки обычно изготовляются с помощью шаблона. Для этого необходимо, чтобы все секции из верхнего слоя паза шли в нижний слой одного паза (рис. 2.11, а), такая обмотка называется равносекционной. При несоблюдении этого условия обмотка называется ступенчатой (рис. 2.11, б). В микромашинах обмотка закладывается через прорези в пазах якоря. Такая обмотка называется всыпной.

Две стороны разных секций, располагающиеся одна над другой в верхнем и нижнем слоях, образуют элементарный паз.

Часто действительные пазы якоря выполняют таким образом, чтобы в них помещалось несколько элементарных пазов (рис. 2.12).

Расстояние, на котором располагаются активные проводники в порядке их следования по схеме обмотки, называются шагами обмотки. Расстояние между первым и вторым активными проводниками одной секции называется первым частичным шагом обмотки и обозначается y₁. Расстояние между вторым активным проводником секции и первым активным проводником следующей по схеме обмотки секции называется вторым частичным шагом и обозначается у₂.

Расстояние между первыми активными сторонами следующих друг за другом по схеме обмотки секций называется результирующим, или полным шагом обмотки и обозначается у. Полный шаг обмотки получается в результате прохождения

первого и второго частичных шагов. Первый частичный, второй частичный и результирующий шаги обмотки измеряются числом элементарных пазов.

Расстояние между коллекторными пластинами, к которым присоединяются стороны одной секции, называется шагом обмотки по коллектору или коллекторным шагом и обозначается у_к. Коллекторный шаг у_к измеряется числом коллекторных пластин.

Рис. 2.13. Схема простой петлевой обмотки: а — схема обмотки; б — таблица схемы

Число коллекторных пластин всей обмотки обычно обозначается буквой К, число секций — S и число элементарных пазов — Z_э. В обмотках постоянного тока соблюдается равенство

Петлевая обмотка. На рис. 2.13, а показана схема соединения трех секций простой петлевой обмотки. Верхние стороны секций показаны сплошными линиями, нижние — пунктирными. Первый частичный шаг у₁: из верхнего слоя элементарного паза 1 в нижний слой элементарного паза, имеющего номер 1 + y₁ второй частичный шаг у₂ из нижнего слоя элементарного паза 1 + y₁ в верхний слой элементарного паза 2 = (1 + у) — у₂. Результирующий шаг у: из верхнего слоя элементарного паза 1 в верхний слой элементарного паза 2. Таким образом, после результирующего шага у,

состоящего из первого и второго частичных шагов, первые активные стороны секций, следующих друг за другом по схеме обмотки, сдвинуты на один элементарный паз. В простой петлевой обмотке результирующий шаг

Рассматривая дальше схему обмотки, видим, что каждый проводник, лежащий в верхнем слое, соединен с проводником, лежащим на расстоянии y₁ в нижнем слое, а каждый проводник, лежащий в нижнем слое, соединен с проводником, лежащим на расстоянии у₂ в верхнем слое. Первые проводники секций, следующих друг за другом по схеме обмотки, смещены на шаг у = 1. Шаг по коллектору

Равносекционную обмотку рассчитывают в следующем порядке. Сначала определяют число элементарных пазов в одном действительном пазу

После определения шагов у₁, у₂, у и у_к вычисляют номера элементарных пазов, в которых располагаются секции, составляют таблицу схемы (рис. 2.13, б) и строят схему обмотки.

В случаях, когда нет необходимости специально рассчитывать равносекционную обмотку, первый частичный шаг может быть определен по формуле

Остальные шаги рассчитываются так же, как в предыдущем случае.

Составление таблицы обмотки (рис. 2.14, а) начинают с секции, лежащей в верхнем слое элементарного паза 1. Первый частичный шаг y₁: из верхнего слоя паза 1 в нижний слой паза 5. Второй частичный шаг у₂: из нижнего слоя паза 5 в верхний слой паза 2. Аналогичным образом рассчитываются другие шаги. Некоторые особенности встречаются при определении двадцать пятого шага рассматриваемой обмотки, а именно: вычисляем частичный шаг y₁— из верхнего слоя паза 13 в нижний слой паза 13 + 4. По условию секции обмотки размещаются в шестнадцати элементарных пазах, поэтому из 13 + 4 = 17 надо вычесть 16. Следовательно, шаг обмотки должен быть таким: из верхнего слоя паза 13 в нижний слой паза 1. Результаты расчета сведены на рис. 2.14, а, номера элементарных пазов, в которых секции обмотки расположены в нижнем слое, отмечены штрихом.

По данным таблицы вычерчивают схему обмотки (рис. 2.14, б). На схеме арабскими цифрами отмечены элементарные пазы, римскими — действительные. Для данного момента времени на схеме размечено расположение полюсов, под которыми находится обмотка, и показано размещение щеток. Стрелками указаны направления э. д. с, индуктируемых в активных проводниках.

Анализируя схему обмотки, видим, что секции, верхние стороны которых расположены под одним полюсом, образуют отдельную параллельную ветвь обмотки. Например, секции 1,2,3 и 4 образуют одну ветвь, секции 5, 6, 7 и 8 — другую (рис. 2.14, в). На схеме видно, что четырехполюсная обмотка имеет четыре параллельные ветви. В петлевой обмотке всегда образуется столько параллельных ветвей а, сколько полюсов р имеет машина, т. е. 2а = 2р, поэтому петлевую обмотку часто называют параллельной. В петлевой обмотке число щеток равно числу параллельных ветвей 2а.

Волновая обмотка. Первый частичный шаг y₁ волновой обмотки (ряс. 2.15) такой же, как у петлевой. Второй частичный шаг у₂ определяется следующим образом: из нижнего слоя паза 1 + y₁ переходят в верхний слой (1 + y₁)+ y₂ = 1 + y. Результирующий шаг у, определяющий расстояние между верхними сторонами последовательно соединенных секций, равен сумме частичных шагов у = у₁ + у₂. Таким образом, первые активные стороны секций, следующих друг за другом по схеме обмотки, сдвинуты по окружности якоря на расстояние приблизительно равное двум полюсным делениям. Для двухполюсных машин волновая и петлевая обмотки являются идентичными. Если рассматривать последовательно секции обмотки (рис. 2.15), то они имеют вид волны, бегущей вдоль поверхности якоря, отсюда и ее название — волновая обмотка.

Первый частичный шаг волновой обмотки y₁ определяется по формуле (2.10). Результирующий шаг у, шаг по коллектору у_к и второй частичный шаг у₂ определяются по формулам

Представленная таблица (рис. 2.16, а) и схема (рис. 2.16, в) обмотки составлены по данным расчета. Анализируя схему параллельных ветвей (рис. 2.16, б) и схему обмотки (рис. 2.16, в), видим, что секции расположены последовательно под всеми полюсами машины. Вследствие этого волновая обмотка независимо от числа полюсов всегда имеет две параллельные ветви, т. е. соблюдается равенство 2а = 2, поэтому волновую обмотку часто называют последовательной.

В случае применения волновой обмотки можно использовать всего две щетки (например, щетки, соединенные с коллекторными

пластинами 7 и 14). Однако обычно берут число щеток, равным числу полюсов машины, так как иначе коллектор плохо используется и обмотка может быть несимметричной (в данном случае в одной параллельной ветви оказалось бы 13 секций, в другой — 14).

Понятие о сложных обмотках и уравнительных соединениях. Сложная обмотка представляет собой несколько простых обмоток, уложенных на одном якоре. Результирующий шаг сложной петлевой больше 1, т. е.

Число параллельных ветвей в сложной петлевой обмотке 2а = 2рт. Такую обмотку выполняют для получения большого числа параллельных ветвей, что желательно иметь в машине, по якорю которой проходит большой ток.

Волновая обмотка также может быть выполнена как сложная, состоящая из т простых обмоток. В сложной волновой обмотке число параллельных ветвей 2а = 2т.

Если, обходя последовательно соединенные секции, проследить схему волновой обмотки, то можно заметить, что после полного обхода по окружности якоря первые активные стороны секций оказываются размещенными не в соседних элементарных пазах, как в простой волновой обмотке, а смещены друг от друга на т элементарных пазов.

В микромашинах сложные обмотки обычно не применяются.

Эксцентриситет и перекосы якоря, неоднородность материала полюсов и другие причины вызывают магнитную несимметрию машины. Из-за магнитной несимметрии потоки разных полюсов неодинаковы. Вследствие этого распределение токов по парам параллельных ветвей может оказаться различным.

В петлевой обмотке каждая пара параллельных ветвей располагается под отдельной парой полюсов. В результате этого э. д. с, индуктируемые в разных парах параллельных ветвей обмотки, могут быть различными, а между параллельными ветвями будут протекать уравнительные токи, которые замыкаются через щетки одноименной полярности и соединяющие их перемычки. На рис. 2.14, в показан путь уравнительного тока I_ур в предположении, что э. д. с. ветви, состоящей из секций 8, 7, 6, 5, меньше, чем э. д. с. ветви, в которую входят секции 9, 10, 11, 12. В результате действия уравнительного тока щетка, присоединенная к коллекторной пластине 5, оказывается недогруженной, а щетка, присоединенная к коллекторной пластине 13, — перегруженной и может сильно искрить.

Для уничтожения уравнительных токов точки обмотки с теоретически равными потенциалами соединяют проводниками, кото-

Рис. 2.16. Волновая обмотка (Z_Э=27, Z=9, 2р = 4, y₁ = 6, y₂=7, y=13): а — таблица схемы; б — схема параллельного соединения ветвей; в — схема обмотки

рые называются уравнительными соединениями. Шаг уравнительных соединений

Соединения, применяемые в простой петлевой обмотке, называются уравнительными соединениями первого рода. На рис. 2.14, в пунктиром показано уравнительное соединение между точками а и б. Иногда уравнительные соединения выполняются на лобовых частях обмотки со стороны, противоположной коллектору. В обмотке может быть соединено одним уравнительным соединением а точек, так как каждая пара параллельных ветвей обмотки имеет одну точку данного потенциала.

Магнитная несимметрия не оказывает влияния на волновые обмотки, так как ее секции последовательно располагаются под всеми полюсами машины, как с усиленным, так и с ослабленным потоком.

В сложных петлевых и волновых обмотках простые обмотки соединены параллельно через щеточный контакт. Обеспечить одинаковый контакт щеток на коллекторе с каждой простой обмоткой трудно, поэтому ток между ними распределяется неравномерно. Для равномерного распределения тока применяют уравнительные соединения второго рода, при помощи которых в простых обмотках соединяют точки равного потенциала.

Из-за недостатка места в микромашинах не делают уравнительных соединений. Вследствие этого в микромашинах не применяют петлевой обмотки при числе пар полюсов больше двух.

1. В чем состоит различие между петлевой и волновой обмотками? Чем отличаются первые частичные шаги петлевой и волновой обмоток? Чем отличаются вторые частичные шаги? Куда в петлевой и волновой обмотках многополюсной машины попадает проводник секции после первого и второго частичных шагов?

2. Каким условиям должны удовлетворять шаги для возможности выполнения шаблонной равносекционной обмотки? Какая разница между элементарными и действительными пазами якоря?

Источник