- •Электрических машин
- •3.1. Типы обмоток и их изоляция
- •3.2. Конструкция и изготовление обмоток
- •С высотой оси вращения до 250 мм на напряжение до 660 в
- •Обмоток статоров машин переменного тока на напряжение до 10000 в
- •С гильзовой изоляцией на напряжение 3300 в и непрерывной компаундированной на напряжение 3300…6600 в
- •Машин переменного тока на напряжение до 660 в
- •3.3. Обмотки роторов асинхронных двигателей
- •3.4. Коэффициент заполнения паза
- •3.5. Элементы схем и обозначения
- •3.6. Обмоточный коэффициент
- •3.7. Схемы однослойных обмоток
- •3.8. Схемы двухслойных обмоток
- •3.9. Обмотка с дробным числом пазов на полюс и фазу
- •3.10. Схемы обмоток для механизированной укладки
- •3.11. Особенности схем обмоток многоскоростных
- •3.12. Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей
- •3.13. Конструкция и изоляция обмоток якорей
- •3.15. Простые петлевые обмотки
- •3.16. Простые волновые обмотки
- •3.17. Сложные обмотки якорей машин постоянного тока
- •3.18. Обмотки возбуждения и компенсационные обмотки машин постоянного тока
- •3.19. Обозначение выводов машин постоянного тока
3.15. Простые петлевые обмотки
В простых петлевых обмотках якоря (см. рис. 3.50) результирующий шаг равен шагу по коллектору:
у = ук = у1 – у2 = ± 1. (3.26)
Большее распространение получили обмотки с у = 1, так как при у = – 1 лобовые части секций несколько удлиняются и в них возникает дополнительное перекрещивание выводных концов (см. рис. 3.49, б). Первый частичный шаг петлевой обмотки выбирают близким к полюсному делению:
у1 = Zэ / 2p ± e, (3.27)
где e — наименьшее число (или дробь), при котором у1 выражен целым числом, кратным числу uп. Значение е характеризует укорочение (удлинение) шага по сравнению с полюсным делением. Обмотки с укороченным шагом применяются чаще.
Рассмотрим более подробно особенности простых петлевых обмоток на примере схемы, приведенной на рис. 3.50.
На практической схеме этой обмотки (см. рис. 3.51) показано что y1 = Zэ / 2p ±е = 42/ 4 - - 1,5 = 9; у2 = y1 – у = 9 — 1 = 8. Шаги по пазам всех секций одинаковы: yz = у1 / uп = 9/3 =3
Обмотка равносекционная. Если же выполнить первый частичный шаг у1 = 42/4 - 0,5 = 10 (у2 = 10 - 1 = 9), то у1/uп = 10/ 3 становится не равным целому числу. Шаги секций по пазам будут разные (рис. 3.52) и обмотка получится ступенчатой.
При простой петлевой обмотке щетки на коллекторе должны быть расположены обязательно через каждое полюсное деление. Замыкая пластины коллектора, они образуют в обмотке 2р параллельных ветвей (рис. 3.53). Поэтому в простой петлевой обмотке число параллельных ветвей всегда равно числу полюсов машины: 2а = 2р.
Рис. 3.53. Параллельные ветви простой петлевой обмотки
Параллельные ветви в петлевой обмотке содержат несколько последовательно соединенных между собой секций, в каждой из которых во время работы машины наводится ЭДС. При сборке машины из-за допусков при штамповке и шихтовке сердечника неравномерности воздушного зазора под разными полюсами и ряда других причин всегда
существует некоторая асимметрия магнитной цепи. Поэтому ЭДС, наводимые в секциях в разных параллельных ветвях, немного отличаются друг от друга. Сопротивления параллельных ветвей практически всегда различаются между собой из-за различного качества паек мест соединений секций и пластин коллектора. По этим причинам токи в параллельных ветвях петлевой обмотки якоря никогда не бывают абсолютно одинаковые, так как в ветвях обмотки циркулируют уравнительные токи. Они замыкаются через скользящие контакты между щетками и поверхностью коллектора и перегружают их, при этом коммутация машин ухудшается, появляется искрение под щетками, пластины подгорают и коллектор быстрее выходит из строя.
Чтобы разгрузить щеточные контакты от уравнительных токов, в якорях с петлевой обмоткой устанавливают уравнительные соединения первого рода. Уравнительные соединения — это изолированные проводники, которые соединяют точки обмотки, имеющие теоретически одинаковые потенциалы. Уравнительные соединения не уменьшают уравнительные токи, а лишь направляют их по безвредному для работы машины пути, обеспечивая нормальную работу щеточного контакта без перегрузки, создаваемой уравнительными токами.
Рис. 3.54. Расположение уравнительных соединений первого рода: а, б — со стороны, противоположной коллектору; в — со стороны коллектора; 1 — сердечник якоря; 2 — лобовые части обмотки; 3 — уравнительные соединения; 4 — задний нажимной конус коллектора; 5 — коллектор
В простой петлевой обмотке одинаковые потенциалы должны быть у всех секций, расположенных на расстоянии двойного полюсного деления друг от друга. Поэтому шаг уравнительных соединений уур = К/р. Наиболее удобные места для подсоединения уравнителей к секциям — это коллекторные пластины или головки лобовых частей секций со стороны, противоположной коллектору (рис. 3.54).
На схеме рис. 3.50 условно показаны только два уравнительных соединения, выполненных с шагом, равным уур = К/р = 42/2 = 21 элементарных пазов.
Уравнительные соединения первого рода выполняют проводниками с площадью поперечного сечения, равной 20...30 % сечения эффективного проводника обмотки. В машинах общего назначения чаще всего устанавливают по два-три уравнительных соединения на каждую пару параллельных ветвей или по одному уравнительному соединению на паз якоря, т. е. в 3 — 4 раза меньше, чем секций в обмотке.
При установке уравнительных соединений (рис. 3.54) усложняется технологический процесс изготовления якоря и увеличивается расход меди, поэтому петлевые обмотки применяют лишь в машинах, в которых не могут быть выполнены простые волновые обмотки [6].