Трехфазные однослойные обмотки

Концентрические однослойные обмотки (рис. 21-8) имеют катушечные группы, состоящие из концентрических катушек, причем количество групп в каждой фазе равно числу пар полюсов р. Фаз*

Рис. 21-8. Схема трехфазной двухплоскостной концентрической обмотки с Z = 24, 2р = 4, q = 2

бивка пазов по фазным зонам производится так же, как и при двух' слойной обмотке. Для обмотки, изображенной на рис. 21-8, действительна звезда пазовых э. д. с. на рис. 21-2.

Пересекающиеся лобовые части обмотки (рис. 21-8) необходимо располагать в двух разных плоскостях, как видно из показанных на рис. 21-9 различных вариантов расположения лобовых частей в радиальном сечении машины. В связи с этим такая обмотка называется двухплоскостной концентрической обмоткой. Поэтому приходится изготовлять катушечные группы двоякой формы, которые условно можно назвать «короткими» и «длинными». При четном р общее число катушечных групп Зр также четное и количество коротких и длинных групп одинаково. Однако при нечетном р количество групп Зр также нечетное и одну группу приходится делать более сложного вида — имеющей с одной стороны форму короткой, а с другой стороны форму длинной катушечной группы.

Рис. 21-9. Расположение лобовых частей катушек двухплоскостной концентрической обмотки (q = 2)

/ — сердечник якоря; 2 — нажимная плита сердечника; 3 — «короткие» и 4 — «длинные» катушечные группы

В некоторых случаях, например в двухполюсных машинах, q довольно велико (q = 6 -г- 10) и лобовые части двухплоскостной обмотки получаются длинными. Поэтому при четном q каждую катушечную группу можно разделить на две половины и отогнуть лобовые части катушек каждой половины в разные стороны («в развалку»). Тогда получается трехплоскостная концентрическая обмотка (рис. 21-10 и 21-11) с более короткими лобовыми частями.

Трехплоскостная обмотка выполняется также для разъемного статора (рис. 21-12), но при этом лобовые части всех ^катушечных групп при выходе из пазов отгибаются в одну сторону. Очевидно, что статор с такой обмоткой может иметь разъем по диаметру между пазами 24—1, и 12—13.

Концентрические обмотки допускают образование а = р параллельных ветвей. Однако активные и индуктивные сопротивления ветвей будут несколько различаться по величине в связи с неодинаковыми длинами катушек и, в особенности, в связи с разным положением их лобовых частей относительно сердечника. Поэтому может возникнуть нервномерная нагрузка ветвей.

Шаги катушек концентрических обмоток различны, однако катушечные стороны одной и той же фазы, лежащие под<соседними полюсами, в принципе допускают пересоединение в катушки с полным

шагом. Поскольку э. д. с. фазы при этом не изменится, то в электромагнитном отношении концентрические обмотки эквивалентны

Рис. 21-10. Схема трехфазной трехплоскостной концентрической обмотки с Z = 24, 2р = 2, q = 4

обмотке с полным шагом ({5 = 1). Ввиду этого у таких обмоток для всех гармоник э. д. с. коэффициенты укорочения шага k_yv = ±1,

вследствие чего подавления э. д. е; высших гармоник за счет укорочения шага не происходит. Это является одним из недостатков концентриче^ ских обмоток. Можно отметить, чт$ в электромагнитном отношении всякая однослойная обмотка имеет полный шаг, если ее фазные зоны сплошные,, т. е. не перемежаются с пазами дру-

Рис. 2Ы1 Расположение лобовых частей трехплоскостнои концентрической обмотки

гих фаз, и если зоны каждой фазы сдвинуты относительно друг друга на расстояние т.

Изготовление концентрических обмоток с жесткими катушками ввиду их различия по форме усложняется. По сравнению с лобовыми частями двухслойных обмоток лобовые части концентрических обмоток обычно длиннее, что влечет за собой увеличение расхода провода и увеличение потерь. Из-за перечисленных недостатков концентрические обмотки в настоящее время применяются редко. Иногда они

Рис 21-12 Схема трехфазной трехплоскостной концентрической обмотки для разъемного статора с Z = 24, 2р = 4, q = 2

используются в асинхронных двигателях малой мощности, так как при этом можно достичь некоторой экономии на выполнении обмоточных работ, поскольку число катушек однослойной обмотки в два раза меньше, чем у двухслойной.

Отметим, что концентрические обмотки можно выполнять также и дробными.

Шаблонные обмотки имеют катушки одинаковой ширины и формы, которые наматываются на одном и том же шаблоне, откуда и произошло название этих обмоток. Для удобства укладки катушки

шаблонных обмоток обычно имеют форму трапеции (рис. 31-13). Шаблонные обмотки подразделяются на следующие типы: 1) простая шаблонная обмотка; 2) шаблонная обмотка «в развалку» и 3) цепная обмотка.

Схема простой шаблонной обмотки представлена на рис. 21-14.

В этой обмотке лобовые части всей катушечной группы при выходе

из пазов отгибаются в одну сторону и шаг обмотки является полным.

У шаблонной обмотки «в развалку» (рис. 21-15) катушечная

группа при выходе из пазов делится на две половины, лобовые части

которых отогнуты в разные стороны. При этом q должно быть четным числом. Такая обмотка в электромагнитном отношении также имеет полный шаг.

Цепная обмотка (рис. 21-16) отличается от шаблонной обмотки «в развалку» тем, что в разные стороны отгибаются не лобовые части половин катушечных групп, а лобовые части каждой пары соседних катушек. Цепная обмотка может быть выполнена как при четном, так и при нечетном q, причем ее шаг по пазам всегда должен быть нечетным, так как одна сторона каждой ее катушки лежит в нечетном пазу, а другая — в четном (см. рис. 21-16). Шаг катушки цепной обмотки поэтому может равняться полюсному делению только при нечетном q, когда и mq = 3q равно нечетному числу.

Цепную обмотку можно выполнить с разными шагами катушек. Например,

шаг катушек обмотки, изображенной на рис. 21-16, можно увеличить или уменьшить на два зубцовых деления. Однако непосредственно по шагу катушек нельзя судить о том, имеет ли обмотка в электромагнитном отношении полный или неполный шаг. Во избежание недоразумений рекомендуется судить о шаге цепной обмотки в электромагнитном отношении и вычислять обмоточные коэффициенты следующим образом.

Если фазные зоны цепной обмотки сплошные, то шаг нужно считать полным ф = 1) и соответственно k_y = 1, k_yv = ±1. Коэффициенты распределения k_pv при этом нужно рассчитывать по формулам (20-23) и (20-28), определяя q для подстановки в них также по обычным формулам.

Если же фазные зоны несплошные, т. е. q катушечных сторон данной фазы не расположены в q соседних пазах, то у нужно прини-

Рис. 21-13. Катушка шаблонной обмотки

мать равным действительному шагу катушки. Исходя из этого значения у, необходимо вычислить р = у/г и затем по формулам (20-7) и (20-26) определить коэффициенты укорочения шага k_yv. Для вычисления й_р, при этом также нужно пользоваться формулами (20-23) и (20-28), но при нечетном q нужно подставлять его действительное значение, а при четном q — его половинное значение. Эту последнюю рекомендацию можно объяснить следующим образом. Можно представить себе, что цепная обмотка получается из двух-

Рис. 21-14. Схема трехфазной простой шаблонной обмотки с Z = 24,

2р = 4, <7 = 2

слойной обмотки путем вынесения нижних сторон катушек в дополнительные пазы, расположенные между основными. Поэтому цепная обмотка с укороченным шагом аналогична двухслойной обмотке с вдвое меньшим q и цепная обмотка с нечетным q обладает свойствами дробной обмотки с А = 2, что, между прочим, следует иметь в виду также при анализе ее магнитного поля (см. § 22-3). Однако при d — 2 эквивалентная величина числа пазов на полюс и фазу q₉ = 2q, вследствие чего для цепной обмотки с нечетным q и укороченным шагом в выражения (20-23) и (20-28) необходимо подставлять действительное значение q этой обмотки.

Очевидно, что, согласно сказанному, обмотку на р"ис. 21-16 в электромагнитном отношении нужно считать за обмотку с q = 2, г/ = 9ир = 9/12 = 0,75.

Все шаблонные обмотки можно выполнять с числом параллельных ветвей а = р, а цепную обмотку с четным q — с а = 2р.

Расположение лобовых частей шаблонных обмоток имеет вид, показанный на рис. 21-17. Цепную обмотку можно видоизменить таким образом, что ее лобовые части, соответствующие на рис. 21-16 коротким и длинным сторонам катушек, расположатся в двух раз-

Рис 21-15 Схема трехфазной шаблонной обмотки «в развалку» cZ.= 24,

2р = 2, q = 4

ных плоскостях, как показано на рис. 21-18. Обмотка с подобными лобовыми частями называется иногда в литературе эвольвентной, так как изогнутые лобовые части имеют вид эвольвенты. Очевидно, что лобовые части обмотки, изображенной на рис. 21-18, можно также отогнуть ближе к оси машины, и тогда они будут напоминать лобовые части двухслойной обмотки.

Шаблонные обмотки находят применение в асинхронных двигателях малой мощности, когда катушки наматываются из круглого-провода диаметром до 2,2—2,5 мм. Катушки при этом легко деформируемы и называются мягкими. Лобовым частям таких катушек при их укладке в пазы можно легко придать необходимую форму.

В последнее время однослойные обмотки с формой лобовых частей, аналогичной форме лобовых частей двухслойной обмотки, начи-

Рис. 21-16. Схема трехфазной цепной обмотки с Z = 24, 1р = 2, q = 4,

У=9

нают применять также в гидрогенераторах с внутренним водяным охлаждением обмотки, так как при этом в связи

Рис. 21-17. Лобовые части цепной обмотки

Рис. 21-18. Лобовые части эваль-вентной обмотки

^с уменьшением числа катушек вдвое осуществление водяного охлаждения упрощается.

Дата добавления: 2015-07-18