Однофазные двухслойные обмотки

Однофазные двухслойные обмотки отличаются от трехфазных не только тем, что представляют одну фазу трехфазной обмотки, но еще и тем, что ширина фазной зоны ее в два раза больше, чем в трехфазной обмотке. Напомним, что шириной фазной зоны называется угол в электрических градусах, внутри которого находятся проводники (только верхние или только нижние) одной фазы и одного полюса. В то время как в трехфазных обмотках ширина фазной зоны равна 60 эл. градусов, в однофазных обмотках фазная зона равна 120 эл. градусам. Как уже отмечалось выше, к этому прибегают для лучшего использования магнитного потока машины и улучшения формы кривой напряжения.

В отношении схемы однофазные обмотки ничем не отличаются от трехфазных. Катушки, лежащие под одним полюсом, соединяются последовательно в катушечные группы. При соединении

катушечных групп в параллельные ветви нужно выполнить все требования, которые были разобраны для трехфазных обмоток.

  т. е. 12 пазов.

Пазы 7, 8, 9, 16, 17 и 18 остаются необмотанными. При последовательном соединении катушечных групп (аналогично рис. 2-66) нужно соединить между собой концы первой и второй катушечных групп и оставшиеся концы вывести к зажимам.

Стержневые волновые обмотки

В многополюсных петлевых обмотках (рис. 2-98, а) получается большое количество междукатушечных соединений, что вызывает дополнительный расход меди.

В волновых обмотках надобность в междукатушечных соединениях отпадает, как это показано на рис. 2-98, б, где представлена схема волновой обмотки с теми же данными.

Двухслойные волновые обмотки чаще всего имеют по два активных проводника в пазу. При однослойной обмотке с одним проводником в пазу витковая изоляция не нужна, что делает изоляцию обмотки более надежной, простой и дешевой и, кроме того, улучшается использование паза, т. е. заполнение его медью.

Стержневые волновые обмотки применяются главным образом в машинах большой мощности или низкого напряжения. Кроме

того, они применяются в роторах асинхронных двигателей с контактными кольцами большой мощности, так как позволяет более легко осуществить крепление лобовых частей.

Основным элементом волновых обмоток является стержень.

Волновые стержневые обмотки роторов асинхронных двигателей с целым q

=2.

В отличие от петлевых обмоток сокращение шага в волновых обмотках не уменьшает расхода меди на лобовые части, так как уменьшение длины лобовых частей с задней стороны компенсируется соответствующим увеличением длины лобовых частей с передней стороны (со стороны выводных концов), но в электромагнитном отношении сокращение шага играет ту же роль, что и в петлевых обмотках.

Так же как и в петлевых обмотках, схема соединения выводных концов не зависит от шага. Поэтому в виде примера составим схему волновой обмотки с диаметральным шагом.

Разбиваем пазы по фазным зонам и по началам и концам. Соединение стержней начинаем с верхнего стержня паза 26 (рис. 2-99).

и так поступаем дальше пока не сделаем один обход по ротору.

Составим таблицу соединения стержней одного обхода:

Здесь горизонтальные соединения (26—32, 2—8 и 14—20) представляют лобовые части с задней стороны, а наклонные соединения (32—2, 8—14) — лобовые части с передней стороны. При первом обходе по ротору в схему попало только 6=2p стержней — по одному стержню с каждого фазного участка.

Чтобы соединить стержни первого обхода со стержнями второго обхода, который, очевидно, будет начинаться стержнем 25, нужно лобовые части стержней 20 и 25 сделать более короткими, так как при шаге т = 6 стержень 20 соединился бы со стержнем 26 и 2р стержней оказались бы замкнутыми накоротко.

Составляем таблицу первого и второго обходов.

Как видно из рисунка, после двух обходов (в общем случае после q обходов) включенной оказалась только половина всех стержней фазы.

Рис. 2-99. Схема соединения стержней одной фазы волновой двухслойной обмотки (укороченные переходы).

Рис. 2-100. Схема соединения стержней одной фазы волновой двухслойной обмотки (удлиненные переходы).

Для того чтобы соединить остальные стержни фазы, берем соседнюю от исходной фазную зону и на ней верхний стержень 20. Соединение стержней производим так же, как и при первом обходе: 20-26-32-2-8-14-19-25-31-1-7-13.

На рис. 2—99 первая ветвь обмотки показана сплошной линией, а вторая — прерывистой. В результате такого соединения получим четыре выходных стержня — два верхних (20 и 26) и два нижних

(19 и 13), причем стержни 13 и 26 находятся на начале фазного участка, стержни 19 и 20 — на конце.

Если в качестве исходного взять не двадцать шестой, а двадцать пятый стержень, лежащий на том же фазном участке, но слева, а не справа, то, перемещаясь по ротору в том же направлении, получим схему, показанную на рис. 2-100. В этом случае лобовые части последнего стержня первого обхода (19) и первого стержня второго обхода (26) получаются более длинными. Поэтому такой

способ соединения применяется реже.

Что касается соединения четырех выходных концов фазы, то оно зависит от числа параллельных ветвей. Если а=1, то между собой нужно соединить любое из двух начал с любым из двух концов. В производственном отношении удобнее между собой соединить нижние стержни, т. е. вывод I с выводом II, а выводы А и X считать соответственно началом и концом фазы.

При а=2 (в очень крупных машинах, когда при а =1 на кольцах получается большое напряжение) вывод А нужно соединить с выводом II, а вывод X с выводом I (рис. 2-101).

Соединения стержней двух других фаз производятся таким же образом. Для того чтобы выводные концы и соединительные проводники не нарушали балансировки ротора, их нужно располагать относительно друг друга на расстоянии 1/3 окружности ротора (см. рис. 2-102).

р равно целому числу, то фазные участки, расположенные друг от друга на 120 геометрических градусов, оказываются принадлежащими одной и той же фазе. В этом случае выводы также следует располагать по возможности более симметрично.

На рис. 2-103 приведена схема волновой стержневой обмотки, на которой отсутствуют специальные соединительные проводники между ветвями. На этой схеме последний (верхний) стержень первой ветви (стержень 26) делают косым (рис. 2-104) — этим и достигается переход во вторую ветвь. Вследствии некоторой несимметрии

кривой м. д. с. такие обмотки могут вызвать вибрацию и шум.

Кроме того, на этой схеме выводы А, В и С располагаются с одной стороны, а концы, идущие в нулевую точку звезды, — с другой стороны, что также упрощает изготовление обмотки.

Различные схемы соединения выводных концов при целом q приведены на рис. 2-105 и 2-106.

Волновые стержневые обмотки роторов асинхронных двигателей с дробным q2

укороченный шаг волновой обмотки ротора чередуется с удлиненным шагом.

Разность между ними может быть равна любому числу; обыкновенно же она равна единице, а разность между каждым из них и полюсным делением, выраженным числом пазов, по абсолютной величине равна половине.

числа стержней каждой зоны в фазе чередуются в каждом слое обмотки. Числа пазов фазной зоны одной и той же фазы по очереди равны:

непременно связано с известным сокращением шага.

также является обмоткой с сокращенным шагом.

— шаг со стороны, противоположной выводам (рис. 2-107), то шаг в конце обхода (ненормальный шаг)

Здесь возможны два случая. Если шаг со стороны выводов на единицу меньше шага с противоположной стороны (рис. 2-107), т.е.

то будем