Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

Первый шаг обмотки (3-1)

и второй шаг (3-14)

1/2 = У- Уі = 9 — 4 = 5.

При выполнении обмотки девятнадцать секций соединяют между собой и с коллектором в соответствии с полученными значениями ша­ гов обмотки у = ук и у2. Из двух промежутков между верхней сторо­ ной невключенной секции и соседними сторонами для шагов у и г/2 учитывается только один.

Рис. 3-17. Схема волновой обмотки с невключенной секцией

Для симметричного распределения массы обмотки по окружности якоря и облегчения крепления в пазы якоря укладывают все S сек­ ций.

Б. Искусственно замкнутая волновая обмотка. При неподходя­

Применен коллектор с К = 20, и для выполнимости обмотки вместо одной секции и одной коллекторной пластины ставится перемычка. Тогда при определении шагов обмотки следует считать К' — S' = 2 1 .

У = Ук = —г— = —а— = Ю.

48

Второй шаг обмотки (3-14)

Уъ = Ѵ — Ѵ і = Ю - Ь = : Ь .

В соответствии с полученными значениями шагов выполняют пер­ вый обход по якорю и по коллектору; коллекторная пластина 1' — верхняя сторона 1 секции — нижняя сторона 6 той же секции — коллекторная пластина 11' — верхняя сторона 11 секции — ниж­ няя сторона 16 той же секции. При дальнейшем выполнении обмотки

Р и с . 3 -18 . Схема искусственно замкнутой волновой обмотки

нужно соединить сторону 16 с коллекторной пластиной 21' я с верх­ ней стороной 21 секции. Эту коллекторную пластину и секцию заменяют перемычкой, которая соединяет нижнюю сторону 16 с кол­ лекторной пластиной 10'. При дальнейшем выполнении схемы об­ мотки для шагов у = ук и у2необходимо считать, что между верхними секционными сторонами, где должна размещаться сторона отсут­ ствующей секции, имеется два промежутка и отсутствующую кол­ лекторную пластину учитывать добавочным коллекторным делением.

3-7. Многоходовая волновая обмотка

В многоходовой волновой обмотке так же как и в одноходовой обмотке секции, следующие друг за другом по схеме, расположены под соседними парами полюсов, но в многоходовой обмотке первая секция следующего по схеме обхода находится не рядом с первой сек­ цией предыдущего обхода, а на расстоянии т промежутков. Таким образом после укладки секций одного обхода происходит смещение по якорю на ру = S пр т промежутков, откуда результирующий шаг обмотки и шаг по коллектору

49

Многоходовая волновая обмотка состоит из т одноходовых обмоток, секции которых чередуются по коллектору и по якорю. Так же как и в многоходовой петлевой обмотке, ширина щетки долж­ на быть не меньше т коллекторных делений, для обеспечения элект­ рического контакта со всеми одноходовыми обмотками. Последние включаются щетками параллельно и полное количество параллель­ ных ветвей многоходовой волновой обмотки

Таким образом, количество пар параллельных ветвей этой обмотки равно количеству ходов обмотки.

На рис. 3-19 приведена схема неперекрестной двухходовой обмот­ ки четырехполюсной машины для S == К = 18.

Первый шаг обмотки (3-1)

Результирующий шаг обмотки и шаг по коллектору (3-17)

Второй шаг обмотки (3-18)

у2 = у - у 1 = 8 - 4 = 4.

Построение схемы обмотки начинается с коллекторной пласти­ ны 1. После первого обхода, в процессе которого соединяют секции 1 и 9 , конец девятой секции соединяют с коллекторной пластиной 17', т. е. не доходят до первой пластины на два коллекторных деления. При дальнейшем выполнении обмотки соединяют по схеме все нечет- 'ңые секции и нечетные коллекторные пластины, при этом получают

50

замкнутую одноходовую обмотку. Четные секции и четные коллектор­ ные пластины образуют вторую одноходовую обмотку. Обе обмотки включаются параллельно при помощи щеток и образуют двухходо­ вую двукратнозамкнутую волновую обмотку.

Многоходовая волновая обмотка может быть однократно замк­ нутой или многократнозамкнутой, в последнем случае количество электрически не связанных контуров равно общему наибольшему делителю К и ук.

Многоходовая волновая обмотка может быть выполнена в случае необходимости с невключениыми секциями.

3-8. Условия симметрии обмоток

Для того чтобы в замкнутой обмотке, разделенной узловыми точ­ ками на параллельные ветви, не возникали уравнительные токи, необходимо, чтобы э. д. с. параллельных ветвей были одинаковы. В предположении, что соблюдается магнитная симметрия машины, т. е. магнитные потоки, а также распределение индукции в зазоре одинаковы для всех главных полюсов и обмотка размещена равно­ мерно по окружности якоря, указанное равенство э. д. с. выпол­ няется, если параллельные ветви обмотки состоят из одинакового количества секций. Так как узловые точки находятся в местах соединения секций между собой, то количество секций в параллель­ ной ветви может выражаться только целым числом, и одинаковое количество секций в параллельных ветвях обмотки будет в том слу­ чае, если среднее количество S 12а секций, приходящихся на парал­ лельную ветвь, также равно целому числу. Наличие короткозамк­ нутых секций при симметричном расположении щеток на коллекторе позволяет обеспечить одинаковое количество секций в параллельных ветвях обмотки и в том случае, когда S/а равно целому числу. Такая обмотка называется практически симметричной и не вызывает ос­ ложнений в работе машины.

Для всех секционных сторон одного паза можно считать, что магнитная индукция в зазоре имеет одинаковую величину, опреде­ ляемую положением оси этого паза, поэтому симметричное располо­ жение секционных сторон параллельной ветви в магнитном поле будет в том случае, если количество Zz/2a пазов, приходящихся на параллельную ветвь, равно целому числу. Если учесть, что при не­ четном количестве пазов, приходящихся на пару параллельных вет­ вей один паз находится вблизи геометрической нейтрали, где индук­ ция равна нулю и э. д. с. секционных сторон, расположенных в этом пазу, не оказывает влияния на величину э. д. с. параллельной ветви, то практически достаточным условием симметричного расположения секционных сторон параллельных ветвей в магнитном поле будет равенство Z2/a целому числу. При этом предполагается, что секцион­ ные стороны равномерно распределены по пазам, т. е. SIZ2 выража­ ется целым числом. Это условие обычно выполняется, так как для выполнимости двуслойных обмоток SIZ2 должно быть числом чет­ ным.

51

Для симметричного расположения параллельных ветвей многохо­ довых обмоток в магнитном поле необходимо, чтобы каждая парал­ лельная ветвь располагалась под одинаковым количеством полюсов, т. е. 2p /а. должно выражаться целым числом.

3-9. Уравнительные соединения

А. Уравнительные соединения первого рода. В петлевой обмотке каждая параллельная ветвь располагается под соседней парой по­ люсов. При соблюдении условий симметрии обмоток э. д. с. в парал­ лельной ветви должны быть одинаковы. Однако нарушение магнит­ ной симметрии машины вследствие различия проводимости путей для основного потока приводит к неравенству этих э. д. с. и наличию уравнительного тока, замыкающегося через обмотку, щетки и сое­ динительные шины щеткодержателей.

Уравнительный ток добавочно нагружает обмотку и щетки, вследствие чего ухудшаются условия коммутации и увеличиваются потери, соответственно повышается температура якоря и умень­ шается к. и. д. машины.

Для примера рассмотрена одноходовая петлевая обмотка четырехполюсной машины (рис. 3-9). При полной симметрии машины э. д. с. всех параллельных ветвей были бы одинаковы, например 100 в, п был бы одинаковым ток во всех

Я,1

Пусть под верхним полюсом (рис. 3-8) зазор стал несколько больше, чем над нижним. Вследствие этого э. д. с., наводимая в сторонах секций, располо­ женных под верхним полюсом, будет меньше, чем в сторонах секций, располо­

101—99 = 2 в. Эта разность э. д. с. вызовет уравнительный ток в обмотке якоря,

52

на рис. 3-20, уравнительный ток разгружает верхнюю и нижнюю ветви обмотки

ходимо создать пути для уравнительных токов в обмотке якоря, т. е. соединить точки равного потенциала (при магнитной симметрии)

ляется так называемым потенциальным шагом ур, который измеряется

= 3 и Ур — 24/3 = 8. Следовательно, взяв за исходную коллектор­ ную пластину 1', необходимо соединить ее с пластинами 9' и 17', образовав тем самым группу уравнителей. Если затем соединить

53