Трехфазные двухслойные обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу

О двухслойных обмотках с дробным д

Стремление получить синусоидальное напряжение на зажимах синхронных генераторов вызвало широкое применение обмоток с дробным числом пазов на полюс и фазу. Они могут выполняться как однослойными, так и двухслойными.

В настоящее время в практике электромашиностроительных заводов однослойные обмотки в синхронных генераторах встречаются редко.

В асинхронных двигателях обмотки с дробным ^ избегают применять вследствие плохой кривой м. д. с.

При замене кривой распределения поля ротора синхронного генератора (кривая С, рис. 2-3) мы несколько упростили рассмотрение. Если сложить синусоиды 1, 3, 5 и 7, то результирующая кривая D не будет в точности совпадать с действительной кривой поля С. Нужно прибавить еще целый ряд синусоид с более мелким полюсным шагом для полного совпадения кривых С я П. Эти синусоидально распределенные поля с небольшим полюсным шагом и большим числом полюсов вращаются со скоростью ротора и пересекают обмотку статора, индуктируя в ней э. д. с. высокой частоты, искажая кривую изменения э. д. с обмотки во времени.

Кроме этого, возникают э. д. с также очень высокой частоты, вызванные зубчатостью статора.

Если полюс перекрывает нецелое число зубцовых делений (рис. 2-88), то при вращении ротора число зубцов под полюсом меняется. В связи с этим магнитное сопротивление для потока оказывается непостоянным.

В положении 1 под полюс попало четыре зубца и три паза,

а в положении 2 — три зубца и четыре паза. Так как магнитное сопротивление воздушного зазора под зубцом меньше, чем под пазом, магнитное сопротивление потоку полюса в положении 2 будет больше, чем в положении 1. Поэтому при вращении ротора магнитный поток в положении 1 имеет наибольшее значение, в положении 2 — наименьшее, а в положении 3 — опять наибольшее. Таким образом, поток полюса изменяется по величине с большой частотой.

зубцового деления (положение 3) ось потока опять совпала с осью полюса, т. е. при переходе ротора из положения 2 в положение 3 скорость пересечения обмотки статора полем ротора оказалась больше скорости вращения ротора. При переходе ротора из положения 3 в положение 4 ось потока оказалась впереди оси полюса, т. е. и при этом переходе скорость пересечения обмотки статора полем ротора оказалась больше скорости вращения ротора. При дальнейшем вращении ротора колебание

скорости пересечения обмотки статора полем ротора будет повторяться.

Колебания величины и скорости потока являются причиной появления в кривой напряжения обмотки статора так называемых зубцовых гармоник, особенно сильно искажающих кривую напряжения.

Для борьбы с зубцовыми гармониками напряжения в генераторах уменьшают колебания потока по величине и скорости путем, например, скоса пазов статора и соответствующим подбором его обмотки — увеличением числа пазов или применением обмоток с дробным числом пазов на полюс и фазу.

При рассмотрении обмоток с целым числом пазов на полюс и фазу мы видели, что катушечные группы каждой фазы находятся на расстоянии целого числа полюсных шагов; кроме того, полюсный шаг равен целому числу зубцовых делений. Это приводит к тому, что стороны катушечных групп фазы находятся в одних и тех же магнитных условиях, т. е. зубцы и пазы располагаются под всеми полюсами совершенно одинаково. В связи с этим зубцовые гармоники э. д. с, которые вызываются в катушечных группах колебаниями потока полюсов, совпадают по фазе.

Вполне очевидно, что для уменьшения зубцовых э. д. с. необходимо обмотку подобрать так, чтобы зубцовые гармоники э. д. с. отдельных катушечных групп не совпадали между собой по фазе. Тогда результирующая э. д. с от зубцовых гармоник катушечных групп всей фазы будет уменьшена или же доведена до нуля. Последний случай, очевидно, получим тогда, когда зубцовые э. д. с одной половины катушечных групп будут равны по величине и противоположны по направлению э. д. с. другой половины катушечных групп.

Отметим, что дробное д применяется и в тех случаях, когда приходится использовать старые штампы стали статора для обмотки с другим числом полюсов. Например, при использовании штампа стали статора с 2р = 4, m = 3 и q = 3, т. е. с числом зубцов Ъ = = 2ртд = 4 -3 -3 = 36 для восьмиполюсной машины, получим