Обмотка якоря состоит из секций. Секция представляет собой наименьшую часть обмотки, заключенную между двумя присоединениями к коллектору. Секция может состоять из одного, двух или нескольких витков. Активные стороны одной секции располагаются под разными полюсами на расстоянии, обычно равном или несколько меньшем полюсного деления.
Полюсное деление — часть окружности якоря, приходящаяся на один полюс. Величина полюсного деления (см)
где D — диаметр якоря, см; 2 р — число полюсов.
В зависимости от формы секций различают волновые, петлевые и комбинированные (лягушечьи) обмотки. Волновые и петлевые обмотки в зависимости от шага по коллектору могут быть простыми и сложными. Сложные обмотки называют также многоходовыми.
Волновые в петлевые якорные обмотки обычно выполняют двухслойными **, присоединяя к каждой коллекторной пластине выводы двух секций. Следовательно, число секций обмотки S равно числу коллекторных пластин К. В пазу якоря может быть расположено две, четыре, шесть и более сторон секций. Каждая пара расположенных друг над другом сторон образует элементарный паз, число которых в реальном пазу обозначается ип. Число элементарных пазов якоря равно произведению числа пазов z на ип и равно числу секций, т. е. zэ=zип=S=K***.
Лягушечья обмотка укладывается в пазах якоря в четыре слоя, причем волновая обмотка охватывает петлевую (одна сторона секции волновой обмотки располагается у клина, вторая — на дне паза).
В зависимости от взаимного расположения выводов секций различают также неперекрещенные и перекрещенные обмотки (рис. 89, 90).
Катушкой якорной обмотки называют группу секций, образующих элемент обмотки до укладки в пазы. Катушка состоит из одной или нескольких секций, обычно имеющих общую корпусную изоляцию. Число секций в каждой стороне катушки равно числу элементарных пазов в реальном пазу якоря. Часть катушки, расположенную вне пазов, называют лобовой частью. Различают лобовую часть со стороны коллектора и с противоположной стороны.
При большом сечении шин катушки для облегчения укладки выполняют из двух частей (полукатушек). Секция в этом случае имеет обычно один виток и состоит из двух полусекций (стержней). Такая обмотка называется стержневой. Переход из верхнего слоя в нижний осуществляется при помощи хомутиков, надеваемых на концы стержней и припаиваемых к ним.
* Схемы разметки якоря см.: Виноградов Н. В. Обмотчик электрических машин. — М: Высшая школа, 1977.
** В очень редких случаях для низковольтных машин на большие токи применяют однослойные обмотки.
*** Исключение из этого правила составляет обмотка с «мертвой> секцией.
Рис. 89. Простая петлевая обмотка: а — неперекрещенная (правая), б — перекрещенная (левая)
Рис. 90. Простая волновая обмотка: а — неперекрещенная (левая), б — перекрещенная (правая)
Таблица 59. Шаги, числа параллельных ветвей и условия симметрии петлевых и волновых обмоток
Примечание. y1 — первый шаг — расстояние между сторонами одной и той же секции (ширина секции). Обычно выполняются обмотки с первым шагом y1≤τ; y2 — второй шаг — расстояние между второй стороной данной секции и первой стороной следующей за ней по схеме секции; у — результирующий шаг — расстояние между верхними или нижними сторонами двух следующих друг за другом по схеме секций; ук — шаг по коллектору — расстояние между началом и концом секции, измеренное числом коллекторных делений; 2а — число параллельных ветвей; m — коэффициент кратности, равный числу простых обмоток, составляющих сложную; | — наименьшее дробное число, которое надо вычесть или прибавить, чтобы частное от деления числа элементарных пазов на число полюсов равнялось целому числу.
Шаги обмотки y1, y2 и у обычно выражают числом секций или элементарных пазов (табл. 59). Шаг по коллектору измеряют числом коллекторных пластин, а шаг по пазам yz — числом пазов. Полюсное деление т также может быть выражено числом элементарных пазов:
Якорные обмотки должны удовлетворять требованиям симметрии, поэтому соотношения между ип, z, а и К должны иметь определенные значения (см. табл. 59). В сложной волновой обмотке выбор ип и z еще более ограничен (табл. 60).
Значения ип при числе пар полюсов
Источник статьи: http://servomotors.ru/documentation/electromotor/book261/book261p39.html
Обмотчик электрических машин — Основные элементы и обозначения обмоток якорей машин постоянного тока
Содержание материала
ГЛАВА IX КОНСТРУКЦИЯ И СХЕМЫ ОБМОТОК ЯКОРЕЙ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА § 41. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ ОБМОТОК ЯКОРЕЙ Обмотки якорей машин постоянного тока по своей конструкции отличаются от рассмотренных в предыдущих главах обмоток машин переменного тока. Основным элементом в них является не катушка, а секция, состоящая из одного или нескольких витков. Выводные концы каждой секции соединяются с пластинами коллектора. С каждой пластиной соединяется конец одной и начало другой секции, поэтому число пластин в коллекторе равно числу секций в обмотке. Обмотка якоря выполняется двухслойной.
Рис. 115. Катушки якоря, состоящие из трех секций: а — петлевой обмотки, б — волновой обмотки В каждом слое паза — верхнем и нижнем — располагаются стороны нескольких секций. Это делается для того, чтобы уменьшить число пазов в якоре. Секции, стороны которых находятся в одних и тех же пазах, конструктивно объединяются в катушку обмотки, выводными концами которой являются выводные концы секций (рис. 115). Таким образом, катушка, состоящая, например, из трех секций, имеет три пары выводных концов: три начала и три конца каждой секции. Так как с коллектором соединяются все секции, то число коллекторных пластин больше числа пазов якоря: К = unz, где К — число пластин коллектора; uп— число секций в одной катушке или, что то же самое, число сторон секций, расположенных в одном слое паза якоря.
Катушки петлевой и волновой обмоток могут выполняться из круглого или прямоугольного провода. Обмотки из круглого провода укладываются в полузакрытые грушевидные пазы якорей машин мощностью до 20—30 кВт. Проводники, лежащие в верхнем и нижнем слоях паза, как и в двухслойных обмотках машин переменного тока, разделяются изоляционными прокладками (рис. 116, а).
Рис. 116. Поперечные сечения пазов якоря: а — с об моткой из круглого провода, б — с катушечной обмоткой из прямоугольного провода, в — со стержневой обмоткой; 1 — корпусная изоляция, 2 — проводники обмотки, 3 — прокладка между слоями обмотки, 4 — прокладка под клин, 5 — клин, 6 — проволока бандажа, 7 — прокладка под проволочный бандаж, 8 — прокладка на дно паза
Обмотку машин большей мощности делают из прямоугольного провода. Катушки, намотанные прямоугольным проводом, называют жесткими. Секции жесткой катушки состоят из одного (рис. 116, в) или нескольких витков (рис. 116, б). Одновитковые секции для упрощения их изготовления и укладки часто разделяют на два стержня и обмотку называют стержневой. Иногда обмотку из одновитковых секций также называют стержневой, несмотря на то, что она выполнена из цельных, неподразделенных на стержни секций. В отличие от обмоток машин переменного тока проводники в пазах якоря располагаются большей стороной вдоль стенок паза (см. рис. 116, б). Проводники разных секций укладывают рядом друг с другом на одной высоте от дна паза, чтобы все секции имели одинаковое индуктивное сопротивление. Пазовая изоляция охватывает одновременно все секции одной катушки. Иначе пришлось бы изолировать от корпуса пазовые части всех секций в отдельности, что привело бы к излишнему расходу дорогостоящей изоляции и к увеличению места в пазах для размещения этой изоляции. Обозначение выводов, наиболее часто встречающихся в машинах постоянного тока обмоток, приведено в табл. 7. Обозначения выводов должны быть выполнены так, чтобы при правом (по часовой стрелке) вращении якоря в режиме двигателя ток во всех обмотках протекал в направлении от начал обмоток (цифры 1) к их концам (цифры 2). Исключение составляет только обмотка последовательного возбуждения, если она включена как размагничивающая.
Таблица 7. Обозначение выводов обмоток машин постоянного тока
Названия обмоток
Обмотка добавочных полюсов
Последовательная обмотка возбуждения
Красный с черным
Независимая обмотка возбуждения
Параллельная обмотка возбуждения
Зеленый с черным
Обмотка особого назначения
Примечание. Цветовые обозначения допускается применять при отсутствии достаточного места для нанесения буквенных обозначений. Рис. 117. Схема простой петлевой обмотки якоря с Z=14, 2р=4, К= 42
В машинах постоянного тока малой мощности добавочных полюсов, компенсационных обмоток, независимых обмоток возбуждения и обмоток особого назначения не устанавливают. Поэтому в ГОСТе не предусматривается цветовых обозначений выводов обмоток. Схемы обмоток якорей машин постоянного тока изображаются на чертежах так же, как и схемы машин переменного тока, т. е. в виде торцовых (вид со стороны коллектора) или развернутых схем. Наибольшее распространение получили развернутые схемы. Их изображение по сравнению со схемами обмоток статоров машин переменного тока имеет ряд особенностей. Каждая катушка обмотки якорей машин постоянного тока состоит из нескольких секций и имеет столько пар выводных концов, сколько секций в ней содержится. Выводные концы секций соединены с разными пластинами коллекторов. Поэтому на схеме обмотки якоря нужно либо каждую секцию изображать отдельным многоугольником, либо показывать пазовые части секций, входящих в одну катушку, одной линией, так как они располагаются в одном пазу, а лобовые части каждой секции изображать отдельными линиями. Последний способ более употребителен. На рис. 117 дана развернутая схема простой петлевой обмотки, каждая катушка которой содержит три секции. Пазовые части катушки изображены одной сплошной или пунктирной линией в зависимости от положения в пазу, а в лобовых частях от каждой линии паза отходит три линии, обозначающие лобовые части секций, входящих в катушку. Начало и конец каждой секции соединяются с коллекторными пластинами.
Пазы и коллекторные пластины обязательно нумеруются, и на коллекторных пластинах показывают места расположения щеток. Схемы симметричных обмоток якоря состоят из ряда повторяющихся элементов, поэтому для укладки обмотки используют более простые так называемые практические схемы. В них отдельно вычерчивают секции только одной катушки: их расположение в пазах якоря и соединение с пластинами коллектора. На рис. 118 приведена практическая схема обмотки, развернутая схема которой по казана на рис. 117. Три стороны секций, расположенные в верхнем слое 1-го паза, обозначены сплошными линиями, и три, лежащие в нижнем слое 4-го паза, — пунктирными. Остальные секции располагаются в пазах якоря и соединяются с коллектором точно так же, как показано на практической схеме. Для изучения схем обмоток якорей значительно удобнее представлять их в условном виде, считая, что в каждом пазу располагается только по две стороны секций: одна — в верхнем, другая — в нижнем слое. Такие пазы называют элементарными; их число обозначают Z3. Число сторон секций в одном слое реального паза обозначают буквой uп, а число пластин коллектора — буквой К. Число элементарных пазов всегда равно числу реальных пазов якоря, умноженному на , и числу пластин коллектора Z3 = Zuп= К. Рис. 119. Обозначения шагов в петлевых обмотках: а — при ук= +1, б — при ук= — 1 Рис. 118. Практическая схема простой петлевой обмотки с 3, у=9
Так, например, на схеме (см. рис. 117) изображена обмотка с Z = 14 и uп= 3, следовательно, число пластин коллектора и число элементарных пазов и число секций в обмотке будет равно K=Zuп= 14·3 = 42. В обмотке якоря, так же как и в обмотке машин переменного тока, ширина катушки выражается шагом по пазам уz. Кроме того, секции якоря (рис. 119) характеризуются первым у1, вторым у2, частичными и результирующим у шагами, которые выражаются в элементарных пазах. Все начала и концы секций соединяются с коллекторными пластинами, поэтому расстояние между началом следующих друг за другом по схеме обмотки секций называют шагом по коллектору. Его выражают числом коллекторных пластин. Так как число пластин коллектора равно числу секций обмотки и числу элементарных пазов якоря, то числа, определяющие результирующий шаг и шаг по коллектору, совпадают, т. е. всегда у = ук. Соотношения между частичными и результирующим шагами зависят от типа обмоток, которые по направлению отгиба лобовых частей секций подразделяются на петлевые и волновые. Петлевые обмотки часто называют параллельными, а волновые — последовательными. Обмотки могут быть также простыми и сложными. Рассмотрим вначале схемы петлевых обмоток.
Источник статьи: http://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/obmotchik-elektricheskih-mashin-41.html
