Типи та характеристики статорних обмоток

Найбільш широковживаними є наступні типи статорних обмоток: циліндрична (барабанна) різнойменнополюсна обмотка, тороїдальна різнойменнополюсна обмотка, кільцева обмотка з кігтеподібним магнітопроводом, кільцеподібна однойменнополюсна (уніполярна) обмотка і зубчастий магнітопровід.

Надалі будем розглядати циліндричну обмотку, яка використовується в більшості електричних машин. В залежності від віддалі між зонами А і Х, в яких лежать провідники з різними напрямками струмів, обмотка створює поле з тим чи іншим числом періодів, або числом пар полюсів р.

Якщо віддаль між зонами з різним напрямком струмів, взяту по середній поверхні проміжка з радіусом R і названу полюсним діленням позначити , то число пар полюсів поля визначиться за формулою .

Найбільш простою є обмотка, яка утворює одну пару полюсів (р=1). Така обмотка називається двополюсною, якщо p > 1, то така обмотка називається багатополюсною.

Якщо по висоті паза розташовується одна котушечна сторона, то така обмотка називається одношаровою, якщо по дві – двошаровою; якщо по дві котушечні сторони розміщені по ширині паза, то така обмотка називається дворядною.

Число пазів, яке зайняте фазною зоною одношарової обмотки, називається число пазів обмотки на полюс і позначається . Якщо число пазів на полюс , то обмотка називається зосередженою, якщо - розподіленою. В пазах магнітопроводу може бути розміщено декілька однакових різнойменнополюсних обмоток, які утворюють поля з одним і тим же ж числом просторових періодів і живляться від багатофазної електричної мережі. При числі фаз число пазів на полюс і фазу буде визначатися за формулою ,

де - загальне число пазів магнітопровода

Як приклад розглянемо трифазну чотириполюсну машину з кількістю пазів на полюс , для якої кількість пазів .

Кут зсуву за фазою ЕРС становить дві взаємно накладені зірки ЕРС, кожна з

яких складається із 12 векторів. Схема такої обмотки може бути реалізована в шаблонній концентричній обмотці з триплощинним розташуванням лобових частин, або у простій петлевій обмотці. Крім згаданих типів обмоток в статорах машин широко використовуються проста хвилева обмотка, а також петлеві та хвилеві обмотки з дробовим числом пазів на полюс і фазу.

Поняття про намагнічувальні сили обмоток змінного струму.

Якщо маєм два магнітопроводи і і при цьому на магнітопроводі , в

Пазах розміщена обмотка, по якій протікає повний струм , то за законом повного струму , або для нашого випадку - справа від осі паза - зліва від осі паза

В теорії електричних машин різницю магнітних потенціалів, рівну лінійному інтегралу напруженості магнітного поля в проміжку або повному струмові, що приходиться на проміжок прийнято називати магніторушійною силою

Напруженість магнітного поля в проміжку , де - - коефіцієнт питомої магнітної провідності проміжку для області з рівномірним полем.

Магнітна індукція в проміжку .

Нормальна складова напруженості поля , яка знаходиться з умови збереження магнітного потоку через переріз зубцевого ділення

При наявності зубчастості реальний проміжок заміняється розрахунковим , де - коефіцієнт проміжку (коефіцієнт Картера) рівний ,

де

Якщо зубчастість двостороння, то

Записавши - миттєвий струм паралельної вітки фази.

Амплітуда МРС періодичної системи котушок

Утворена періодичною системою котушок, по яких протікає змінний за гармонічним законом в часі струм , МРС являє собою нерухому в просторі пульсуючу з коловою частотою хвилю.

Для гармоніки з врахуванням коефіцієнта укорочення обмотки можна записати

, де - коефіцієнт укорочення кроку обмотки.

Переходимо від МРС котушки до МРС фази необхідно враховуючи, що - число витків в паралельній гілці фази, і від зосередженої обмотки переходимо до розподіленої, що враховується коефіцієнтом розподілу

і тоді .