Обмотки машин переменного тока.

Обмотки располагаются в пазах (рисунок 1).

Машины до 100 кВт– пазы трапецеидальной или грушевидной формы полузакрытые со стороны зазора.

Машины свыше 100 кВт– пазы прямоугольной формы.

Рисунок 1 – Пазы

 

Машины до 100 кВт – всыпные обмотки из круглого изолированного провода. Пазы выкладывают изоляционными коробами в один или несколько слоев. После укладки проводников их пропитывают лаком.

Машины свыше 100 кВт – обмотки из жестких секций (катушек), которые наматывают на шаблоны и укладывают в прямоугольные пазы. Обычно используется прямоугольный обмоточный провод.

Машины свыше 100 кВт и напряжением менее 660 В в пазу укладывают по две секции по ширине и по высоте. Пазы делают полузакрытые.

 

5 Классификация обмоток

 

Обмотки состоят из секций, секции бывают одновитковые и многовитковые (рисунок 2).

Рисунок 2 – Секции обмоток

Часть секции, которая укладывается в пазы, называется пазовой или активной, часть секции вне паза – лобовая. Ширина секции – это шаг обмотки у (рисунок 2). Чтобы было суммирование ЭДС проводников двух активных сторон секции, их располагают под полюсами разной полярности. Поэтому шаг обмотки у равен полюсному делению τ_п. Шаг и полюсное деление задаются в зубцовых делениях (длина дуги между серединами соседних зубцов). Шаг у равен числу зубчатых делений между началом и концом секции. Если у=5, то начало секции в первом пазу, а конец в шестом (1+5). Шаг у всегда целое число. Полюсное деление τ_п – число зубцовых делений между серединами соседних полюсов. τ_п – любое число (целое или дробное).

Если у=τ_п=Z/2p, то обмотка с диаметральным шагом (Z – общее число зубцов на статоре). Если у<τ_п, то обмотка с укороченным шагом. Обычно , т.к. при этом форма кривой ЭДС близка к синусоидальной.

По расположению секционных сторон различают однослойные и двухслойные обмотки. В первом случае в пазу только одна секционная сторона, во втором – две. Обычно применятся двухслойные обмотки.

Обмотки машин переменного тока состоят из нескольких самостоятельных частей, каждая из которых есть разомкнутая система последовательно соединенных проводников. Каждая часть называется обмоткой фазы. Обычно используют трехфазные обмотки.

Обмотка каждой фазы выполняется распределено, т.е. на каждом полюсном делении размещается в нескольких соседних пазах. Число пазов на полюс и фазу определяется выражением

 

,

 

где q – целое число, равное 2…6 (в крупных машинах бывает дробным);

Z – число зубцов;

р – число пар полюсов;

m – число фаз.

Соседние q катушек (секций) одной фазы соединятся между собой последовательно и образуют катушечную группу. Катушечные группы каждой фазы соединяются последовательно или последовательно-параллельно (образуются параллельные ветви обмотки).

По конфигурации катушек и последовательности соединения их друг с другом обмотки делятся на петлевые и волновые (рисунок 3). Больше распространены петлевые обмотки.

Волновые обмотки – крупные гидрогенераторы при W_k=1 и роторы АО. Такая обмотка называется также стержневой. Чтобы не было поверхностного дефекта, изменяется транспозиция отмоток.

Трёхфазные обмотки.

Трехфазная обмотка состоит из трех идентичных частей – фаз (рисунок 4). ЭДС должны быть раны, но сдвинуты на электрический угол 120­⁰.

Рисунок 4 – Трехфазные обмотки

В первом случае q=2, 2p=2; во втором 2р=4, обмотка разбивается на 6 зон из q пазов. Последовательность разбивки: А_н, С_к, В_н, А_к, С_н, В_н, затем она повторяется (индекс к показывает конец фазы, индекс н – начало). ЭДС максимальна для катушки фазы А.

Для изображения обмоток применяют схемы развертки. Статор разворачивается в плоскости. Вертикальные линии – пазы с проводниками. Затем пазы разбивают по фазам и устанавливают границы полюсных делений. На каждом полюсном делении 3q пазов. Затем условно задается направление ЭДС в проводниках. ЭДС проводников под соседними полюсами имеют противоположное направление. Проводники, принадлежащие одной фазе, соединяют в катушки, затем катушки соединяют между собой таким образом, чтобы их ЭДС складывались, а лобовые части и межкатушечные соединения были как можно короче