2.3 Обмотки машин переменного тока

В статоре расположены три фазы сдвинутые на 120 электрических градусов каждая фаза на полюсном делении занимает часть.

Обозначим:

Z₁ – число пазов статора

2Р – число полюсов

Р – число пар полюсов

m₁ – число фаз

- число пазов на полюс и фазу, лежит в пределах 1  9.

Число пазов равно

Определяющим шагом обмотки называется расстояние от начала одной катушки до конца той же катушки.

2.3.1 Элементы обмоток переменного тока

Из чего состоит фаза: проводник  виток  катушка  катушечная группа  фаза. Два проводника составляют виток. Несколько витков составляют катушку, несколько катушек  катушечную группу, несколько катушечных групп составляют фазу.

При однослойной обмотке – число катушечных групп в фазе = Р

При двухслойной обмотке – число катушечных групп в фазе = 2Р

Такое же соотношение максимально возможных параллельных ветвей.

С конструктивной стороны обмотки делятся на:

1. однослойные

2. двухслойные

1) Однослойные обмотки

Однослойные обмотки выполняются сравнительно редко, обычно у двигателей малой мощности. Для технологического исполнения их требуется больше меди. Однослойные обмотки характерны тем, что в пазу располагается только одна активная сторона.

Типы обмоток:

1. Концентрическая

2. Шаблонная

3. Катушечные обмотки

Концентрические обмотки выполняются чаще из жестких секций, лобовые части отгибаются в 2-3 плоскости.

Шаблонные обмотки – их секции наматываются на шаблоне и круглого провода. По расположению лобовых частей они подразделяются на цепные и вразвалку.

Катушечные обмотки широко используются на ремонтных заводах.

2.3.2 Пример выполнения однослойной обмотки

Дано:

Чередование фазных зон

(1  7)

2) Двухслойные обмотки

Особенностью двухслойной обмотки является то, что в пазу укладывается обмотка в два слоя.

Недостатки: неудобство ремонта.

Преимущества: 1) меньше расход меди; 2) В обмотке с укороченным шагом, можно избавиться от высших гармоник ЭДС.

Расположение фазных зон по пазам Z₁ = 24

(1  6)

 = 30 q₁ = 2

Расположение фаз по пазам.

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Z

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

A

Z

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

A

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

A

Z

Z

B

B

X

X

C

C

Y

Y

A

A

Z

В двухслойной обмотке число катушечных групп в фазе равно числу полюсов (2P = 4). У катушечных групп чередование катушечных групп по фазам А,С,В, таких чередований будет равно числу полюсов (2P = 4) АСВ, АСВ, АСВ, АСВ.

Каждая фаза состоит из четырех катушечных групп их соединение в фазу: Н – К – К – Н – Н – К – К – Н (Х)

В данной обмотке чередование катушечных групп с 2 катушками, т.е.

2 – 2 – 2 – 2 – при q – целом.

Имеются обмотки с дробным q, например, в многоскоростных обмотках, когда в одних пазах укладываются две обмотки на разное число полюсов.

Дробное

Пример.

q₂  число 5 означает, что в чередовании участвует пять катушечных групп – d; числитель с = 2, говорит о том, что катушечные группы имеют катушек на одну больше; b – остальные катушки группы имеют по две катушки, т.е. чередование катушечных групп будет следующее:

2 – 3 – 2 – 3 – 2 – q – дробное.

Роторные обмотки

Роторные обмотки выполняются так же как и на статоре (3 фазы сдвинуты на 120). В малых машинах делается обмотка петлевая катушечная.

В машинах же средней и большой мощности обмотки в роторе делаются волновые или даже волновые стержневые. Волновые обмотки имеют преимущество при большом числе полюсов, т.к. при этом не нужно расходовать медь для межкатушечных соединений. Выводы волновой обмотки ротора должны быть симметричными, иначе будет биение ротора. Для выводов концов обмотки и переходов используются специальные таблицы в зависимости от Z₂ и 2Р. У асинхронных двигателей с короткозамкнутой обмоткой – обмотка имеет вид беличьей клетки. Для машинной укладки обмоток используется обмотка – одно-двухслойная.