Синхронные машины. Машины постоянного тока
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
и якоря (рис.2.14, а). Для того чтобы э.д.с, индуктированные в двух сторонах каждого витка, складывались, стороны его следует располагать под полюсами противоположной полярности (рис.2.14, б). В этом случае в каждом витке индуктируется э.д.с, в два раза большая, чем в одном проводнике. Следовательно, как и в обмотках переменного тока, основной шаг обмотки должен быть равен полюсному делению ?.
Обмотки барабанного якоря подразделяют на две основные группы: петлевые (параллельные) и волновые (последовательные). В машинах большой мощности применяют также параллельно-последовательную (лягушачью) обмотку, в которой сочетаются элементы петлевой и волновой обмоток. Основной частью каждой обмотки является секция, состоящая из одного или нескольких последовательно включенных витков; концы секций присоединяют к двум коллекторным пластинам. Число секций S равно числу коллекторных пластин K. Все секции обмотки обычно имеют одинаковое количество витков. На схемах обмоток секции для простоты всегда изображают одновитковыми. При двухслойной обмотке стороны секции, расположенные в верхнем слое, изображают сплошными линиями, а в нижнем слоештриховыми (рис.2.14, в).
Шаг секции yi (его называют также основным или первым частичным шагом обмотки) должен быть приблизительно равен полюсному делению т. При уi = ? шаг называют диаметральным; при уi ? удлиненным.
Рис.2.14 Расположение проводников обмотки на якоре барабанного типа (а, 6) и схема двухслойной обмотки (в)
Простая петлевая обмотка. При простой петлевой обмотке секцию присоединяют к соседним коллекторным пластинам (рис.2.15, а). Для выполнения обмотки необходимо знать ее результирующий шаг у (рис.2.15, б), первый у1 и второй у2 частичные шаги, а также шаг по коллектору ук. Результирующим шагом обмотки называют расстояние между начальными сторонами двух секций, следующих друг за другом по ходу обмотки; первым частичным шагом расстояние между двумя сторонами каждой секции (шаг секции); вторым частичным шагом расстояние между конечной стороной одной секции и начальной стороной следующей секции. Указанные расстояния обычно выражают в числе пройденных секций. Шагом по коллектору называют расстояние в коллекторных делениях между пластинами, к которым присоединены две стороны каждой секции. Так как K = S, то результирующий шаг обмотки у и шаг по коллектору ук равны. При петлевой обмотке y = y1y2 и ук=у. Обмотку называют простой, если у=ук=1. В этой обмотке каждая последующая секция расположена рядом с предыдущей, а якорная катушка имеет форму петли, откуда и получила свое название рассматриваемая обмотка. Обычно при выполнении обмотки принимают ук = + 1 (неперекрещенная обмотка), так как в этом случае несколько снижается расход обмоточного провода. На рис.2.16 показаны якорные катушки машин постоянного тока при петлевой и волновой обмотках.
Рис.2.15 Общий вид петлевой обмотки (а) и схема соединений ее секций (б)
Рис.2.16 Формы якорных катушек при петлевой (а) и волновой (б) обмотках (при одновитковых секциях):
1, 4 пазовые части, 2, 5 лобовые части, 3 задняя головка,
5 концы секций, припаиваемые к коллектору
В простой петлевой обмотке секции, расположенные под каждой парой полюсов, образуют две параллельные ветви. Например, на рис.2.17 показано образование параллельных ветвей в обмотке якоря четырехполюсной машины. В каждую из параллельных ветвей входит Sв =S/(2p) секций, поэтому число параллельных ветвей во всей обмотке
2a = S/SB = 2p. (2.8)
Условие 2а = 2р выражает основное свойство простой петлевой обмотки: чем больше число полюсов, тем больше параллельных ветвей имеет обмотка. Следовательно, тем больше щеточных пальцев должно быть в машине. По этой причине простую петлевую обмотку часто называют параллельной. На рис.2.18, а в качестве примера изображена схема петлевой обмотки четырехполюсной машины, а на рис.2.18, бэквивалентная схема ее, показывающая последовательность соединения отдельных проводников и образующиеся параллельные ветви. При этом цифрами 1, 2, 3 и т.д. обозначены активные проводники, лежащие в верхнем слое, а цифрами 1, 2, 3 и т.д. лежащие в нижнем слое обмотки.
Рис.2.17 Образование параллельных ветвей в обмотке якоря четырехполюсной машины
Э.д.с. Е, индуктированные во всех параллельных ветвях петлевой обмотки, теоретически должны быть равны. Практически из-за технологических допусков в величине воздушного зазора под разными полюсами, дефектов литья в корпусе и других причин магнитные потоки отдельных полюсов несколько различаются между собой, а поэтому в параллельных ветвях действуют неодинаковые э.д.с. Разница между ними составляет 35%, однако вследствие небольшого сопротивления обмотки якоря этого оказывается достаточно, для того чтобы по параллельным ветвям даже при холостом ходе проходили довольно значительные уравнительные токи, которые загружают щетки и способствуют возникновению искрения на коллекторе. Чтобы уравнительные токи замыкались помимо щеток, в петлевых обмотках предусматривают уравнительные соединения, которые соед?/p>