Исследование электрических машин постоянного и переменного тока: Методические указания к лабораторным работам, страница 15

Чтобы устранить возможность появления уравнительного тока и добиться равенства ЭДС параллельных ветвей обмотки якоря, необходимо соблюдать определенные условия при выборе числа пазов Z и числа коллекторных пластин К обмотки якоря. Эти условия называют условиями симметрии обмотки якоря, состоят они в следующем:

 1. Число проводников во всех пазах должно быть одинаково, т.е.

                                      

должно равняться целому числу, где  - число проводников в пазу

                                       Nобщее число проводников обмотки якоря.

2. Каждая пара параллельных ветвей должна содержать одинаковое число пазов, т.е.                                целое число.

3. Каждая пара параллельных ветвей должна содержать одинаковое число секций, т.е.                               целое число.

4. Каждой стороне секций, принадлежащей одной паре параллельных ветвей, должны соответствовать секционные стороны других пар параллельных ветвей, расположенных в одинаковых с первыми секционными сторонами магнитных условиях. Для этого необходимо чтобы

                                        целое число.

Очевидно, что модель якоря не позволяет изменять число пазов и коллекторных пластин при изменении числа полюсов и типа обмотки. В связи с этим определенная часть схем обмоток выполненных студентами на модели будут несимметричными и потребуют наличия  уравнительных соединений  I – го  и  II – го рода. Необходимо отметить об этом в выводах по работе.

Простая петлевая обмотка

Основными особенностями простой петлевой обмотки (рис.2) является следующее:

1. Шаг по коллектору  и результирующий шаг  равны единице, т.е. начало и конец секции присоединяются к соседним коллекторным пластинам.

2. Результирующий шаг равен разности частичных шагов

                                       .

3. Число параллельных ветвей обмотки равно числу полюсов машины (рис.2)

                                       .

Порядок изготовления модели простой петлевой обмотки следующий: рассчитав шаги, закрепляют конец шпагата на одной из коллекторных пластин, укладывают виток в пазы симметрично относительно пластин, к которым он присоединен, и приходят к соседней пластине, расположенной справа от исходной.

В первом случае обмотка называется правоходовой или неперекрещивающейся, во втором случае – левоходовой или перекрещивающейся.

Первая дает некоторую экономию меди по сравнению со второй, поэтому она применяется чаще.

Предварительно следует мелом занумеровать все коллекторные пластины и пазы. Рекомендуется нумеровать пазы так, чтобы номер паза совпадал с номером той коллекторной пластины, к которой присоединяется проводник, уложенный в первый слой данного паза (см. рис.2).Если в каждый слой паза укладывается несколько секционных сторон (число пазов больше числа коллекторных пластин), то номер паза должен соответствовать номеру коллекторной пластины, к которой присоединяется первый из проводников, уложенных в паз.

Закрепив шпагат, делают следующий виток. Располагая его рядом с первым и так далее. При правильной укладке обмотки все пазы и коллекторные пластины должны быть закрыты и конец обмотки должен подойти к исходной пластине.

Сложная петлевая обмотка

Сложная петлевая обмотка отличается от простой тем, что ее шаг по коллектору и результирующий шаг равен не единице, а целому числу « m », которое обычно принимается равным двум, реже трем.

Если  и числа взаимно простые, мы получим однократно – замкнутую обмотку, т.е. совершив «m» обходов по якорю, возвратимся к исходной пластине.

Если  делиться без остатка на , мы получим на якоре «m» независимых обмоток, т.е. m – кратно замкнутую обмотку.

Сложная петлевая обмотка имеет  параллельных ветвей. Порядок выполнения модели этой обмотки тот же, что и для простой петлевой обмотки за исключением значении шагов по коллектору и по пазам.

Простая волновая обмотка

Основными особенностями  простой волновой обмотки являются:

1. Расстояние между соседними по обходу обмотки секциями приблизительно равно двойному полюсному делению.

2. При одном обходе якоря мы укладываем на нем столько соединенных последовательно секций, сколько машина имеет пар полюсов. Каждый шаг содержит  - коллекторных пластин.

После одного обхода мы либо не доходим до исходной пластины на одну пластину (неперекрещивающаяся обмотка), либо подходим на одну пластину (перекрещивающаяся обмотка).

3. Результирующий шаг и шаг по коллектору вычисляют по следующей формуле:                                  .

Если вычисленный по этой формуле шаг является дробным числом, в обмотке получаются «мертвые секции», т.е. секции, не присоединенные к коллектору.

4. Результирующий шаг волновой обмотки равен сумме частичных шагов

                                       .

5. Независимо от числа полюсов машины простая волновая обмотка состоит из двух параллельных ветвей.

Волновая обмотка может быть выполнена только для многополюсной машины (с числом полюсов 4 и больше). На рис.3 представлена часть схемы простой волновой обмотки 4 – х полюсной машины, число коллекторных пластин которой равно К.

Перед укладкой обмотки следует пронумеровать коллекторные пластины и пазы, придерживаясь принципа, изложенного при изготовлении петлевой обмотки.

Порядок укладки волновой обмотки может быть принят следующий:

1. Конец шпагата закрепляют на одной из коллекторных пластин и укладывают виток в пазы так, чтобы первая его сторона легла в паз, отмеченный тем же номером, что исходная пластина, а вторая сторона отстояла от первой на расстояние первичного шага , выраженного в элементарных пазах. Конец витка закрепляется на коллекторной пластине, отстоящей от исходной пластины на расстоянии, равном шагу по коллектору , выраженному числом коллекторных пластин.

2. Следующая секция укладывается аналогичным образом. После одного обхода по якорю, мы должны попасть на пластину, расположенную рядом с исходной. Это может служить критерием правильности расчета шагов.

3. После заполнения всех пазов и коллекторных пластин обмотка должна замкнуться, т.е. мы должны придти к исходной коллекторной пластине.