Электрические машины

5 Обмотки якоря

Обмотка якоря является важнейшим элементом машины. Стоимость материалов, затрачиваемых на изготовление обмотки и ее укладку, составляет примерно 50% от всей стоимости машины. Срок службы машины почти всегда определяется сроком службы обмотки якоря, которая работает в тяжелых условиях и должна иметь необходимую электрическую, механическую и термическую прочность.

Особое внимание при конструировании обмотки должно быть обращено на обеспечение хорошей коммутации, а также на технологичность обмотки.

5.1. Основные элементы конструкции

В настоящее время, в основном, применяются якори барабанного типа, в которых проводники обмотки укладывают в два слоя в пазы, расположенные на наружной поверхности якоря (рис. 5.1, а). Для того чтобы ЭДС, индуцированные в двух сторонах каждого витка, складывались, стороны его следует располагать под полюсами противоположной полярности (рис. 5.1, б). В этом случае в каждом витке индуцируется ЭДС, в 2 раза большая, чем в одном проводнике. Следовательно, ширина витка, или основной шаг обмотки, должна быть равна или близка по значению к полюсному делению

Обмотки, у которых «/i=t, называются диаметральными (в двухполюсной машине стороны витка находятся на концах диаметра якоря); обмотки, у которых t/i<X называются хордовыми обмотками с укороченным шагом. Укорочение обмоток

делается небольшое и ЭДС витка с укороченным шагом почти не отличается от ЭДС витка с диаметральным шагом.

Обмотки с удлиненным шагом не применяются, так как они обладают такими же электрическими свойствами, что и обмотки с укорочением шага, но требуют большего расхода материала (меди и изоляции) из-за увеличения длины витка.

Рис. 5.1. Расположение проводников обмотки на якоре (а, б), виток (в) и секции (г, д) обмотки

Основной частью каждой обмотки является секция, состоящая из одного или нескольких витков (рис. 5.1, г, д)\ концы секций присоединяют к двум коллекторным пластинам. Число секций 5 равно числу коллекторных пластин К. Все секции обмотки имеют одинаковые числа витков. Секции укладывают в пазы в два слоя (двухслойная обмотка), так что одна сторона каждой секции находится в нижнем слое паза, а другая сторона той же секции — в верхнем слое другого паза. Если число пазов Z равно числу секций, то по ширине паза лежит только одна сторона секции (рис. 5.2, а). Если

при этом ы„— целое число, то в каждом пазу, в каждом слое, лежат рядом друг с другом и_а сторон секций (рис. 5.2, б); обычно Мп = 2...5. Объединение нескольких секций в одну катушку выгодно тем, что все секции имеют общую изоляцию относительно корпуса (рис. 5.3), благодаря чему улучшается заполнение паза медью. Чем выше напряжение относительно корпуса, тем толще изоляция и -^_______г-

тем больше выбирают и„. Для высоковольтных машин иногда делают и„—7. Ограничение величины и„ сверху определяется тем, что при малом числе пазов возникают пульсации магнитного потока, уменьшается коэффициент полюсного перекрытия из-за увеличения зоны коммутации и ухудшаются условия коммутации, так как увеличивается полный ток паза.

Катушки выполняют равносекционны-

Рис. 5.2. Двухслойная обмотка при «п =1 (а) и при «_п = 3 (б)

Рис. 5.3. Поперечное сечение паза

ми, когда все верхние стороны лежат в одном пазу, а все нижние — в другом (рис. 5.4, а), и ступенчатыми, когда нижние (или верхние) стороны расположены в двух соседних пазах (рис. 5.4, б). Ступенчатые обмотки дороже, но их применение дает некоторое улучшение коммутации и меньший износ коллектора, так как в пазу находятся две самостоятельные секции.

Секции соединяют друг с другом последовательно, образуя замкнутую обмотку. От способа соединения секций зависит тип обмотки и ее свойства, главное из которых — число параллельных ветвей 2а.

Обмотки разделяются на петлевые (параллельные) и волновые (последовательные), а они в свою очередь разделяются на простые и сложные.

Содержание
Предыдущий § Следующий