3.10. Схемы обмоток для механизированной укладки

Современные обмоточные станки работают по принципу либо поочередной укладки каждого проводника обмотки в пазы статора по шагу обмотки, либо втягивания в пазы с торца статора одновре­менно пучка проводников, принадлежащих одной или нескольким катушечным группам. И тот, и другой способы применимы только для обмоток, не требующих при укладке подъема шага, т. е. времен­ного подъема из пазов сторон первых уложенных катушек. Кроме того, более прогрессивный способ укладки путем втягивания кату­шечных групп с торца статора применим только для обмоток из концентрических катушек. Этому требованию полностью удовлетворяют однослойные концентрические обмотки. Двухслойные об­мотки, схемы которых рассмотрены выше, требуют при укладке обязательного подъема шага. Поэтому в последние годы для меха­низированной укладки разработан ряд новых схем, при которых обмотки с сохранением их симметричности можно укладывать в пазы без подъема шага, как однослойные, и в то же время выполнять их с укорочением шага, как двухслойные. К наиболее распространенным видам таких обмоток относятся одно-двухслойные и двухслойные концентрические [2].

Одно-двухслойная обмотка представляет собой как бы сочетание катушек однослойной и двухслойной обмоток (рис. 3.33). В обыч­ной двухслойной обмотке с укорочением шага при β ≥ 2/3 в ряде пазов располагают стороны катушек, принадлежащие одной и той же фазе (см., например, рис. 3.24 — пазы 1, 7, 13 и др.), а в других пазах размещены стороны катушек разных фаз. В одно-двухслойных об­мотках в пазах, в которых расположены стороны катушек одной и той же фазы, помещают однослойную катушку (большую) с двой­ным числом витков. На схеме (рис. 3.33) такие катушки показаны пиниями двойной толщины. В остальных пазах размещены в два слоя стороны малых катушек разных фаз. Обмотка выполняется

Рис. 3.33. Схема одно- двухслойной обмотки, Z = 48, 2p = 4, a = 1, q = 4

концентрическими катушками. Число катушеч­ных групп равно числу полюсов. В трехфазных обмотках катушечную группу (рис. 3.34) обыч­но выполняют из одной большой и q - 2 малых катушек (всего q - 1 катушка в группе). Шаг большой катушки равен у_б = τ - 1. Такая обмотка

выполнима только при q ≥ 3. При q = 2 она превращается в концентрическую одно­слойную обмотку, выполненную вразвалку.

Рис. 3.34. Катушечные группы одно-двухслойной

обмотки при q = 4, y_б – шаг большой катушки

(катушки с большим числом витков)

Анализ векторных диаграмм пазовых ЭДС одно-двухслойной обмотки показывает, что ее обмоточный коэффициент, так же как и у двух­слойной можно представить в виде произведения k_об = k_р k_у. Коэффициенты распределения k_р и укорочения k_у, рассчитывают по обычным для двухслойных обмоток формулам (3.11) и (3.13).

Укорочение шага в одно-двухслойной обмотке определяют по расчетному шагу (3.8) и (3.9), и для трехфазных обмоток с одной бо­льшой катушкой в группе

Для обмоток с q = 4 и q = 5 укорочение β соответственно равно 0,83 и 0,8, т. е. близко к укорочению шага, выполняемому в двух­слойных обмотках.

Двухслойная концентрическая обмотка (рис. 3.35) строится на базе обычной двухслойной обмотки с тем же числом 2р и q и отли­чается от нее соединениями в лобовых частях и шагом катушек. Ка­тушечные группы в этой обмотке выполнены из концентрических катушек. Шаг наибольшей катушки равен числу пазовых делений между первой и последней сторонами катушек одной катушечной группы базовой двухслойной обмотки. Принцип построения обмот­ки ясен из сравнения схем, изображенных на рис. 3.35 и 3.24. Опре­деленная последовательность катушечных групп концентрической обмотки позволяет уложить на обмоточном станке за несколько пе­реходов всю обмотку без подъема шаговых сторон катушек.

Коэффициенты распределения и укорочения двухслойной кон­центрической обмотки рассчитывают по формулам (3.11) и (3.13). Следует отметить, что укорочение двухслойной концентрической обмотки, определенное по расчетному шагу (3.7), равно укорочению шага двухслойной обмотки, на базе которой она построена. Так, например, укорочение шагов обмоток, схемы которых приведены на рис. 3.24 и 3.35, одинаково и равно β = 5/6.

Рис. 3.35. Схема двухслойной концентрической обмотки,

Z = 24, 2p = 4, a = 1, q =2

Катушечные группы, уложенные на станке концентрической об­мотки, не полностью идентичны из-за различного положения сто­рон катушек в пазах. Это приводит к некоторому неравенству ин­дуктивных сопротивлений различных катушечных групп. Поэтому двухслойная концентрическая обмотка может быть соединена в не­сколько параллельных ветвей только при условии, если в каждой из них будет содержаться одинаковое число катушечных сторон, расположенных в нижних и верхних слоях пазов. Это дополнительное

условие несколько ограничивает возможность образования параллельных ветвей обмотки.

Концентрическая обмотка имеет несколько меньшие вылеты по сравнению с обычной двухслойной, что уменьшает среднюю длину витка, а следовательно, и массу обмоточной меди и осевую длину обмотанного статора.