Э.д. с. секций

Шаг секции. В дальнейшем будем представлять себе, что якорь разрезан по осевой плоскости и выпрямлен так, что пазы и обмотка якоря лежат в одной плоскости. Кроме того, будем предполагать, что такой развернутый якорь будет двигаться относительно неподвижных полюсов справа налево (рис. 3-10, а), а полюсы находятся перед плоскостью чертежа. При этом э. д. с. в проводниках обмотки

будут направлены под северными полюсами вниз, а под южными вверх.

Индуктируемая в секции э. д. с. максимальна, если ширина секции (или первый частичный шаг обмотки г/_х) равна полюсному делению т, так как при этом максимальное потокосцепление секции определяется полным потоком полюса в воздушном зазоре (рис. 3-10). В данном случае при любом положении вращающегося якоря стороны секции находятся под разноименными полюсами и в них индуктируются э. д. с. противоположных направлений, которые по контуру секции складываются.

Тем не менее, обычно обмотка выполняется с ух, несколько отличающимся от т, так как при этом величина э. д. с. существенным образом не изменяется, а условия токосъема с коллектора улучшаются (см. § 6-6). При ух = т. шаг называется полным или диаметральным, при г/1>т — удлиненным, а при г/₁<т — укороченным. Выполнения обмоток с удлиненным шагом обычно избегают, так как за счет удлинения лобовых частей в петлевых обмотках несколько увеличивается расход меди.

Шаг секции может быть выражен в пазовых или зубцовых делениях:

у_и=~±г_г, (3-8)

Рис. 3-10.

где s_z < 1 представляет собой такую дробь, при которой y_lz будет целым числом. При е = 0 шаг является полным.

Шаг секции может быть определен также по элементарным пазам:

Очевидно, что при равносекционной обмотке у_г = u_ny_lz и е =

Звезда э. д. с. В секциях и во всей обмотке индуктируются переменные э. д. с. Как известно, синусоидальные э. д. с. могут быть изображены на векторных диаграммах в виде векторов. Для изучения свойств якорных обмоток машин постоянного тока также

Очевидно, что при равносекционной обмотке у_г = u_ny_lz и е =

Звезда э. д. с. В секциях и во всей обмотке индуктируются переменные э. д. с. Как известно, синусоидальные э. д. с. могут быть изображены на векторных диаграммах в виде векторов. Для изучения свойств якорных обмоток машин постоянного тока также

целесообразно пользоваться подобными векторными диаграммами. Однако при этом ввиду несинусоидальной формы э. д. с. проводников, витков и секций обмотки якорянеобходиморассматривать только основные гармоники этих э. д. с, т. е. первую гармонику кривой вида рис. 1-4, а.

В кривой поля под полюсами В_б (рис. 3-10, б) можно выделить первую, или основную, гармонику В^, период которой будет равен двойному полюсному делению 2т. Таким образом, в электромагнитном отношении дуга окружности машины, соответствующая 2т, равна 360 градусам, которые называются электрическими (360° эл.).

Рис. 3-11. Схема (а), звезда э. д. с. пазов и секций (б) и векторная диаграмма э д. с. (в) обмотки с Z = Z_b = 18, 2р = 4

Очевидно, что полная окружность якоря, или геометрический угол 360°, соответствует электрическому углу р -360° эл.

Различные пазы якоря располагаются относительно основной гармоники поля полюсов различным образом, и поэтому основные гармоники э. д. с. проводников различных пазов будут сдвинуты по фазе. Угол сдвига между э. д. с. проводников соседних пазов

направлена вертикально вверх, и тогда в момент времени, изображенный на рис. 3-11, а, э. д. с. проводников пазов 1 и 10 имеют максимальное положительное значение.

Звезда пазовых э. д. с. имеет Z векторов, но отдельные векторы могут совпадать по фазе, и число лучей поэтому может быть меньше Z, так как при построении звезды и обходе векторов э. д. с. всех пазов совершается р полных оборотов. Если, например, Zip = ц. ч., то и число лучей равно этой величине, и диаграмма состоит из р совпадающих или накладывающихся друг на друга звезд.

Э. д. с. проводников витка и проводников двух сторон секции сдвинуты на угол

и векторы проводников секции, находящейся в пазах /и 1 +4 = = 5, будут взаимно расположены так, как показано на рис. 3-11, в.

На рис. 3-11, б, а также на всех последующих рисунках с одним штрихом обозначены векторы сторон секций, лежащих в верхнем слое паза, а с двумя штрихами — векторы сторон в нижнем слое.

При построении звезды (рис. 3-11, б) для э. д. с. проводников всех пазов было принято одинаковое положительное направление (например, снизу вверх на рис. 3-10, а). Поэтому по контуру витка э..д. с. двух его составляющих проводников вычитаются, и для случая, показанного на рис. 3-11, б, э. д. с. витка Е_в равна разности векторов Г и 5". В другом масштабе вектор Е_в на рис. 3-11, в представляет собой также э. д. с. секции Е_с.

Будем присваивать секции номер того паза, в котором она лежит своей верхней стороной.

Очевидно, что векторы э. д. с. двух секций, лежащих своими сторонами в соседних пазах, сдвинуты относительно друг друга на такой же угол а, как и э. д. с. проводников двух соседних пазов. Поэтому звезда э. д. с. секций аналогична звезде пазовых э. д. с. на рис. 3-11, б.

Применение векторных диаграмм для анализа свойств обмоток будет рассмотрено ниже.

Зубцовые пульсации э. д. с. Зубчатое строение якоря

способствует пульсации э. д. с. секций и э. д. с. обмотки в целом.

Если ширина полюсного наконечника не кратна зубцовому делению t_x (рис.'3-12, а и б), то магнитное сопротивление воздушного зазора между полюсом и якорем при повороте последнего меняется.

Рис. 3-12. Продольные пульсации маг нитного потока

Рис. 3-13. Поперечные пульсации магнитного потока

Пазы

Рис. 3-14. Скос пазов относительно полюсного наконечника

В результате возникают пульсации величин магнитного потока полюсов с частотой

f_g = Zn

и как следствие пульсации э. д. с. с такой же частотой в обмотке. Во избежание этого выбирают Zip равным нечетному числу. При этом сумма магнитных сопротивлений воздушных зазоров под двумя соседними полюсами при повороте якоря изменяться не будет и пульсации магнитного потока исчезнут.

Пульсации потока рассмотренного вида называются продольными. Кроме них, при движении якоря возникают также попереч-

ные пульсации потока, выражающиеся в том, что ось магнитного потока полюсов в зазоре колеблется с частотой f_z около среднего положения (рис. 3-13, а и б). Вследствие этого потокосцепление обмотки и ее э. д. с. пульсируют с такой же частотой.

Эффективной мерой против влияния поперечных пульсаций потока является скос пазов относительно полюсного наконечника (рис. 3-14) или скос полюсного наконечника относительно оси машины при нескошенных пазах на якоре. Скос пазов производится на 0,5—1,0 зубцового деления и применяется в машинах мощностью до 30—40 кет. При скосе пазов снижается также шум машины.

Дата добавления: 2015-07-18