pdf.php@id=6159.pdf

Если при этом сохраним шаг по пазам Уи — 4, то ух — и„уи = = 2-4 = 8, у2 — —7, у = ук = + 1 . Эта обмотка будет равносек­ ционной.

Схему такой обмотки можно изображать двояким образом, как показано на рис. 3-21, а и б. Верхний ряд цифр на этом рисунке представляет собой номера секций, а нижний ряд — номера пазов. Так как число пазов не изменилось, то и звезда пазовых э. д. с. не изменяется (см. рис. 3-11, б). Векторы э. д. с. каждой пары сек­ ций (1—2, 3—4 и т. д.) будут совпадать по фазе, а векторы э. д. с. секций, лежащих в соседних пазах (секции 2—3, 4—5 и т. д.), будут

Рис. 3-22. Варианты изображения схемы ступенчатой обмотки с 2р= 4, 7. = 18, ип = 2, 2Ь= 5 = К = 36, ух = 9, у2 = —8, у = ук = +1

сдвинуты на 40°, как и в предыдущем случае. Поэтому многоуголь­ ник э, д. с. обмотки будет выглядеть так же, как и на рис. 3-19, с тем лишь различием, что каждая сторона многоугольника будет представлять собой сумму э. д. с. двух секций, лежащих в общих пазах.

Если при тех же значениях 2р, 2 и 2Ъвыбрать шаги по элемен­ тарным пазам

Л = * = 9 - й - 1 - 9 — 8,

то обмотка будет ступенчатой. Схема такой обмотки также может быть изображена двояким образом, как показано на рис. 3-22, а и б. При этом обмотка имеет два значения шага уи ло зубцам; у'и — 4

и= 5.

Построим векторы э. д. с. секций I, 2, 3 этой обмотки (рис. 3-23). Секция 1 лежит в пазах 7 и 5, и ее э. д. с. равна разности векторов 1 и 5 звезды на рис. 3-11, б. Построенный таким образом вектор сек­ ции 1на рис. 3-23 обозначен 1, а составляющие его векторы пазов илй секционных сторон обозначены Г и — 5". Секция 2 лежит в пазах 1

и 6, а секция 3 — в пазах 2 и 6, и векторы э. д. с. этих секций по­ строены и обозначены на рис. 3-23 по такому же принципу, как и вектор секции 1. Как следует из этого рисунка, векторы э. д. с. секций сдвинуты относительно друг друга на 20°, т. е. на половину

§ 3-4. Сложная петлевая обмотка

Общие положения. Сложную, или многоходовую, петлевую обмотку можно рассматривать как сочетание нескольких (т — 2, 3...) простых петлевых обмоток. Такую обмотку называют также сложной параллельной. В рассматриваемой обмотке секции и кол­ лекторные пластины т простых обмоток по окружности чередуются и для отвода тока из обмотки необходимо, чтобы ширина щеток была не меньше т коллекторных делений. Таким образом, т простых обмоток т-ходовой обмотки включаются с помощью щеток парал­ лельно и количество параллельных ветвей сложной петлевой об­ мотки

Результирующий шаг по элементарным пазам и шаг по коллек­ тору сложной петлевой обмотки

(3-19)

Шаги ух и у2 = у — ух определяются так же, как и для простой петлевой обмотки.

Сложная петлевая обмотка применяется в мощных машинах с большими токами якоря, и секции обмотки в этом случае являются одновитковыми.

Симметричная двухходовая двукратнозамкнутая петлевая об­ мотка. Рассмотрим особенности сложной петлевой обмотки на кон­

Рис. 3-24. Таблица соединений секционных сторон сложной петлевой обмотки, показанной на рис. 3-25

При этом 2а = 4 -2 = 8 и условия симметрии (3-5)—(3-7) соблю­ даются. Заметим, что эти условия в сложной петлевой обмотке при

т— 2 соблюдаются всегда, если Юр равно четному числу. Выберем шаги обмотки:

0= 0к = + 2; 01 = х + 1 = 6; 0а= 2 — 6 = — 4.

По известным значениям шагов построим таблицу соединений секционных сторон обмотки (рис. 3-24). При этом, начиная с пла­ стины и секции 1, обойдем все нечетные секции и вернемся к пла­ стине 1, замкнув первый ход обмотки. Начав второй ход с пластины 2, обойдем все четные секции и снова вернемся к пластине 2, замкнув второй ход обмотки.

Таким образом, в рассматриваемом случае получаются две са­ мостоятельные обмотки, которые соединяются параллельно с по­ мощью щеток. Это обусловлено тем, что 5 = К. является в данном случае четным числом. Такая обмотка называется двукратнозамкну­ той. В общем случае кратность замыкания сложной петлевой об­ мотки 1равна общему наибольшему делителю чисел т и К,-

Схема рассматриваемой обмотки представлена на рис. 3-25. На рис. 3-26 изображена звезда э. д. с. пазов или сторон секций,

в которой векторы сдвинуты на угол

Построим в данном случае не векторную диаграмму э. д. с. секций, а диаграмму э. д. с. секционных сторон. Для этого будем складывать последовательно по ходу обмотки, согласно рйс. 3-24, э. д. с. секционных сторон. Так как по ходу обмотки э. д. с. ниж­ них сторон секций вычитаются, они складываются с обратным зна­ ком. В результате получим многоугольник э. д. с. (рис. 3-26), кото­ рый состоит из четырех накладывающихся друг на друга многоу-

/ Уравнитель первого^ода

гольников, что также указывает на наличие в обмотке восьми па­ раллельных ветвей.

Уравнительные соединения. Для обеспечения равномерного распределения тока между ветвями каждого хода обмотки, показан­ ной на рис. 3-25, следует выполнить рассмотренные в § 3-3 уравни­ тели первого рода. Их шаг

является четным числом, и поэтому каждый уравнитель первого рода действительно будет соединять только пластины и секции одного хода обмотки (рис. 3-25).

Вместе с тем сложная петлевая обмотка нуждается также в так называемых у р а в н и т е л я х в т о р о г о р о д а , которые

служат для выравнивания нагрузки между разными ходами сложной обмотки.

Каждая щетка (рис. 3-25) касается пластин разных ходов об­ мотки. Щеточный контакт не может быть вполне устойчивым, так как отдельные пластины несколько выступают по отношению к со­ седним и т. д. Поэтому условия контакта с пластинами разных ходов постоянно изменяются, что вызывает беспрерывное перерас­ пределение тока нагрузки и пульсацию токов отдельных ходов об­

мотки. Вместе с тем сильно колеблются также напряжения между соседними пластинами. Все это приводит к перегрузке отдельных участков щеток, их искрению и т. д.

Во избежание таких явлений необходимо соединить теорети­ чески равнопотенциальные точки разных ходов обмотки уравни­ телями второго рода и таким образом осуществить их парал­ лельное соединение внутри самой обмотки помимо или до щеточ­ ного контакта.

Как уже указывалось, две равнопотенциальные точки рассмат­ риваемой обмотки удалены на одной стороне якоря на уа = 10 пла­ стин или элементарных пазов и принадлежат поэтому одному ходу обмотки. Вследствие этого в данном случае выполнение уравни­ телей второго рода на одной стороне якоря невозможно.

Из рассмотрения рис. 3-26 видно, что две равнопотенциальные точки разных ходов обмотки будут, например, соответствовать концу вектора Г (или началу вектора — 7") и началу вектора 2'. Это будут соответственно середина лобовой части секции 1 на сто­ роне, противоположной коллектору, и коллекторная пластина 2. Эти две равнопотенциальные точки (рис. 3-25), а также другие ана­ логичные пары точек можно соединить уравнителями второго рода, проходящими между сердечником якоря и валом машины. В данном случае уравнители первого рода, принадлежащие разным ходам обмотки, выполняются на разных сторонах якоря, как показано на рис. 3-25, так как при этом р уравнителей второго рода можно заменить одним. Например, показанный на рис. 3-25 уравнитель второго рода для секций 1 и 2 служит также уравнителем второго рода для середины секции 11 и начала секции 12. В таком случае обычно выполняют только один уравнитель второго рода на (2 г4-

3) р коллекторных пластин. Недостатком уравнителей, прохо­ дящих между сердечником якоря и валом, является их конструк­ тивная сложность.

Иногда в машинах с тяжелыми условиями коммутации в двух­ ходовых петлевых обмотках применяют также у р а в н и т е л и т р е т ь е г о р о д а . Их задача сводится к тому, чтобы при вра­ щении коллектора щетка замыкала накоротко не сразу всю сек­ цию, а сначала одну ее половину и затем другую.

Для этого необходимо середину одновитковой секции, располо­ женной на противоположной от коллектора стороне якоря, соеди­ нить с коллекторной пластиной, находящейся между началом и концом данной секции. В обмотке, показанной на рис. 3-25, такую роль выполняют уравнители второго рода, т. е. они являются также одновременно уравнителями третьего рода. Как видно из рис. 3-25, при движении коллектора вправо щетка В1 сначала замкнет пла­ стины 1—2 и тем самым левую половину секции 1, а затем пластины 2—3 и тем самым правую половину секции 1.

Уравнители третьего рода выполняют в таком количестве, чтобы коммутация всей обмотки происходила по полусекциям. Естественно, что уравнители третьего рода можно выполнять лишь в том случае, если соединяемые ими точки обмотки имеют равные по­ тенциалы.

Несимметричные сложные петлевые обмотки. Рассмотрим двух­ ходовую петлевую обмотку со следующими данными: т = 2, 2р —

Последовательность соединений секций в этой обмотке предста­ влена на рис. 3-27, а схема обмотки — на рис. 3-28.

Звезда э. д. с. секций и диаграмма э. д. с. рассматриваемой об­ мотки, построенные на основании рис. 3-27 и 3-28, изображены на рис. 3-29. При этом масштаб звезды э. д. с. в два раза меньше масштаба многоугольника э. д. с. То обстоятельство, что много­ угольники э. д. с. на рис. 3-29 не совмещаются, также свидетель­ ствует о несимметрии обмотки.

Равнопотенциальные точки этой обмотки имеют шаг

что следует также из рис. 3-29. Эти точки принадлежат разным ходам обмотки, и поэтому при соединении их получим уравнители

первого рода. То обстоя­ тельство, что эти ветви принадлежат разным ходам обмотки, не имеет

значения, так как при достаточном количестве уравнителей все ветви, расположенные под разными полюсами, окажутся взаимно соединенными друг с другом и щетки будут загружаться равномерно.

Простота выполнения уравнителей первого и второго рода яв­ ляется большим преимуществом рассматриваемой обмотки, и поэ­ тому несимметричные двухходовые обмотки с Юр, равным нечет­ ному числу, на практике часто предпочитают симметричным с Юр, равным четному числу.

Предположим, что в обмотке, показанной на рис. 3-28, жела­ тельно выполнить также уравнители третьего рода, один из которых можно было бы провести между точками а и б на рис. 3-28. На рис. 3-30, а построен вектор э. д. с. секции 1 этой обмотки, а на рис. 3-29 э. д. с. секции. 1 представлена штриховой линией также в виде разности э. д. с. проводников витка. При этом из рис. 3-29 видно, что точки а и б на рис. 3-28 не являются равно потенциаль­ ными и выполнить уравнители третьего рода невозможно. Если бы на схеме рис. 3-28 был взят удлиненный шаг ух = 5, то потенциал точки а сместился бы в противоположную сторону (рис. 3-30, б).

Однако и в этом случае точки а и б были бы неравнопотенциальными. Поэтому при необходимости выполнения уравнителей третьего рода применяют симметричные двухходовые обмотки типа пока­ занной на рис. 3-25 с Юр, равным четному числу.

При нечетном К двухходовая петлевая обмотка будет однократ­ нозамкнутой, но такая обмотка будет во всех случаях несимметрич­ ной, так как а = 2р является четным числом и условие (3-5) не выполняется. Трехходовые петлевые обмотки (т — 3, а = 3р) будут тоже всегда несимметричными, так как не выполняется усло­ вие (3-7). Тем не менее в последнее время обмотки с т = 3 исполь­ зуются в мощных машинах.

Для несимметричных обмоток всегда требуется анализ возмож­ ности их применения. Эти вопросы, а также особенности выполне­ ния многоходовых обмоток с «п> 1 и ступенчатых обмоток рас­ сматриваются в специальных руководствах [12, 30, 40, 41].

§ 3-5. Простая волновая обмотка

Общие положения. Мысленно обходя последовательно соеди­ ненные секции простой волновой обмотки, мы совершаем волнооб­

между шагом по ‘коллектору ук (рис. 3-31) и количеством коллекторных пластин К простой волно­ вой обмотки существует зависимость

руя± \ = К,

Знак минус относится к неперекрещенной обмотке, а знак плюс — к перекрещенной. Поскольку шаг у* — у должен быть целым числом, то К не может принимать произвольных значений.

Шаг уг определяется по формуле (3-9), и

Симметричная волновая обмотка. Ознакомимся со свойствами простой волновой обмотки на примере обмотки с 2р = 4 и 2 = 2 Э= = 3 = К = 17. Возьмем при этом

02= 0 — 01 = 8 — 4 = 4.

Порядок соединений секционных сторон обмотки определяется таблицей на рис. 3-32, а схема обмотки имеет вид, показанный на

/1 “ ^ "!/;/ в' 7а' # -#1 й ' ъ[ и[ 21 Щ

: У $ > . У У Л У У У У У У У Ц

Рис. 3-32. Таблица соединений секционных сторон простой волновой обмотки, показанной на рис. 3-33

рис. 3-33. Ряд секций, выделенных на рис. 3-33 жирными линиями, в отличие от секций петлевых обмоток замыкается накоротко через две щетки одной полярности и соединительные провода между ними. Короткозамкнутые секции обведены рамкой также и на рис. 3-32.

Как следует из рис. 3-32, 3-33 и 3-34, обмотка имеет две парал­ лельные ветви. Одна из них содержит секции 17, 8, 16, 7, 15, 6, присоединена своими концами к коллекторным пластинам 17, 14 и расположена, таким образом, между щетками А2, В2. Другая ветвь содержит секции 13, 4, 12, 3, 11, 2, присоединена концами к пластинам 13, 10 и расположена между щетками В2, А1.