Меню сайта

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Обмотока машин постоянного и переменного тока

Однофазные однослойные обмотки

всех пазов, то для лучшего использования стали обычно стороны катушек располагают не на 60 эл. градусов окружности статора, а на 120. Таким образом, ширина фазной зоны однофазной обмотки равняется 120 эл. градусам. В остальном образование однофазной обмотки ничем не отличается от образования обмотки одной фазы трехфазной обмотки.

Трехфазные двухслойные обмотки статоров синхронных и асинхронных машин

Общие замечания

Из всех обмоток статоров машин переменного тока двухслойные обмотки получили в настоящее время наибольшее распространение.

Они делятся на петлевые и волновые. В петлевых двухслойных обмотках при обходе по схеме приходится делать петли, причем петлей является такая же катушка, как и в обмотках якорей машин постоянного тока (рис. 2-59, а).

В волновых двухслойных обмотках при обходе по схеме приходится, перемещаясь все время вперед, делать зигзаги (волны), причем каждая полуволна представляет собой полукатушку (рис. 2-59, б).

Обычно катушка петлевой двухслойной обмотки имеет несколько последовательно соединенных витков (рис. 2-60, а). Эти обмотки в дальнейшем будем называть двухслойными катушечными обмотками.

Полукатушка волновой двухслойной обмотки может состоять из нескольких проводников, соединенных между собой параллельно. Такие обмотки в дальнейшем будем называть двухслойными стержневыми обмотками.

Таким образом, двухслойная катушечная обмотка, так же как и обмотка якоря машины постоянного тока, состоит из отдельных катушек, которых в машине столько, сколько пазов.

Элементом двухслойной стержневой обмотки является, как мы видели, полукатушка или стержень, поэтому число стержней обмотки равно удвоенному числу пазов.

Если через Z обозначить число пазов, то при двухслойной катушечной обмотке число катушек равно Z, при двухслойной стержневой обмотке число стержней равно 2%.

Широкое распространение двухслойных обмоток в практике электромашиностроительных заводов объясняется тем, что они

позволяют упростить и удешевить процесс изготовления и укладки катушек. Действительно, для изготовления этих обмоток необходимо сначала изготовить катушки или стержни. Так как все катушки (стержни) одинаковы (однотипны), то изготовление их носит массовый характер, позволяющий механизировать процесс.

Что касается укладки обмотки в пазы, то и в этом отношении двухслойные обмотки имеют лреимущества, так как, согласно расчетам, имеются широкие возможности применять открытые лазы, что позволяет ограничиться простой вкладкой в них катушек.

Распространению этих обмоток особенно способствовало применение дробных обмоток, т. е. обмоток с дробным число пазов на полюс и фазу. В производственном отношении двухслойные обмотки позволяют использовать один и тот же штамп стали статора или ротора на разное число полюсов, что в значительной мере упрощает штамповочное хозяйство завода.

Двухслойные обмотки с диаметральным шагом

Как и в однослойных обмотках, фазная зона двухслойных обмоток занимает на статоре 60 эл. градусов. Возьмем для примера двухполюсную машину и рассмотрим выполнение двухслойной обмотки. Пусть на рис. 2-61 внутренний пояс обозначает верхние стороны катушек, а наружный — нижние. Разобьем статор на шесть равных сегментов, центральный угол которых будет при этом равен 60 эл. градусов.

. Укладывая таким образом катушки, мы получим катушечную группу I фазы I. Катушечная группа фазы II должна быть

  получим катушечную группу III фазы III. Из рис. 2-61 видно, что если в фазе взять по одной катушечной группе, то пазы статора заполняются только наполовину, так как в двухслойной обмотке сторона катушки занимает только половину паза. Чтобы пазы статора были использованы полностью, надо число катушечных групп в фазе увеличить в два раза. Для лучшего использования магнитного потока вторые катушечные группы следует расположить по пазам таким образом, чтобы катушки катушечных групп одной и той же фазы лежали в одних и тех же пазах. В этом случае э. д. с. этих групп будет совпадать по фазе, так же как и их м. д. с.

. Теперь возникает вопрос, на каких из этих участков будут находиться начала и на каких концы катушечных групп.

Стороны катушек вторых катушечных групп располагаются в тех же пазах, что и стороны катушек первых катушечных групп. Поэтому, если, например, стороны катушек группы I на участке

  условились считать за начало, то и стороны катушек второй

лежащей на этом же участке статора,

также будут началом.

Поступая таким же образом в отношении всех остальных сторон катушек вторых катушечных групп, получим распределение, которое указано на рис. 2-61. Это распределение сторон катушек отличается от распределения сторон катушек однослойной обмотки только тем, что при том же распределении фазных участков в одном случае пазы заполняются двумя сторонами, а в другом — одной стороной. Поэтому двухслойные обмотки с диаметральным шагом катушек в электрическом и магнитном отношениях ничем не отличаются от однослойных обмоток со сплошными фазными зонами,

образуем катушечную группу с последовательным соединением катушек (рис. 2-63).

будут 7 и 8. Расположение катушечных групп А и Б изображено на рис. 2-64.

Предположим, что в рассматриваемый момент времени э. д. с. в катушечных сторонах пазов 1 и 2 имеет направление, обозначенное на рис. 2-64. Тогда э. д. с. в сторонах пазов 7 и 8 будет иметь противоположное направление. Поэтому, если мы соединим между


собой верхние концы сторон пазов 1 и 7, а потом нижние — пазов 8 и 14 (рис. 2-64), то на зажимах двух катушечных групп напряжение будет равно нулю. Такое неправильное соединение показано на рис. 2-65.

Если такую обмотку использовать в виде статорной обмотки асинхронного двигателя, т. е. включить в сеть переменного тока, то в верхних проводниках пазов ток будет иметь направление, противоположное току нижних проводников. В результате этого м. д. с катушечных групп будут действовать навстречу друг другу, и вращающееся магнитное поле станет равно нулю. В связи с этим э. д. с. обмотки будет равна нулю, и приложенное напряжение сети будет уравновешиваться только за счет падения напряжения в активном и реактивном сопротивлениях обмотки. Обычно эти сопротивления малы, вследствие чего ток в обмотке получается настолько большим, что обмотка может сгореть.

На рис. 2-66 и 2-67 показаны последовательное и параллельное соединения катушечных групп А и Б. Более подробно об этом будет сказано ниже.