Комбинированная обмотка якоря в машине постоянного тока. Сложные волновые обмотки. Задача изобретения, технический результат

МПК 

КОМБИНИРОВАННАЯ ОБМОТКА ЯКОРЯ В МАШИНЕ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Область техники, к которой относится изобретение.

и преимущественная область использования

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к изготовлению обмоток якоря машин постоянного тока.

Уровень техники (описание аналогов и прототипа,

их признаков, критика аналогов и прототипа

 с точки зрения предлагаемого технического решения)

Известны в современном машиностроении два основных типа якорных обмоток: кольцевые и барабанные. Кольцевые обмотки обматывают полый цилиндр якоря по его наружной и внутренней поверхности. Проводники на внутренней поверхности якоря не участвуют в создании ЭДС, так как они не пронизываются основным магнитным полем. В связи с этим использование таких обмоток весьма ограничено. Обмотки, у которых все проводники активны и располагаются на внешней поверхности якоря называются барабанными. Именно к барабанным обмоткам относится данное изобретение.

В зависимости от соединения секций обмотки машин постоянного тока подразделяют на петлевые, волновые. Петлевые и волновые обмотки в свою очередь подразделяются на простые и сложные. От типа обмотки зависит число параллельных ветвей 2a, что определяет её область применения. (Число параллельных ветвей измеряется по отношению к выводам обмотки во внешней цепи. В машине постоянного тока эти параллельные ветви включают коллекторные пластины и щётки, замыкающие одну или несколько коллекторных пластин).

Шаг y₁ выбирают так, чтобы стороны находились под полюсами разной полярности, причём для экономии провода – под соседними полюсами. Таким образом y₁ примерно равно полюсному делению τ_п:

Z_э = Z∙u_п – число элементарных пазов; Z – число пазов;

ε – правильная дробь, при которой y₁ – целое число.

К каждой коллекторной пластине подсоединяются два вывода от двух секций: конец одной секции и начало следующей по схеме секции. Поэтому можно считать, что y = y_к.

Число элементарных пазов Z_э, число секций S, число коллекторных пластин K равны друг другу: Z_э = S = K.

Рассмотрим подробнее известные виды обмоток.

Как говорилось выше, машиностроения известна простая петлевая обмотка. Она получается, если последовательно соединять между собой рядом лежащие (y = 1) секции. При этом обмотка образует петли. Такая обмотка совершает один обход якоря . Число параллельных ветвей такой обмотки всегда равно числу полюсов: 2a = 2p.

В простой петлевой обмотке параллельные ветви находятся под различными парами полюсов, поэтому при наличии магнитной несимметрии, возникающей из-за неодинаковости воздушных зазоров, неоднородности стали и т.п., ЭДС в параллельных ветвях наводится неодинаковой. В результате этого через щётки и проводники, соединяющие щётки одноимённой полярности, потекут уравнительные токи, вызывая дополнительные потери и нагрев обмотки, а также повышенное искрение щёток. Для уменьшения вреда от этого явления используют уравнительные соединения первого рода, которые представляют собой проводники, соединяющие внутри обмотки две параллельные ветви в точках теоретически равного потенциала. Уравнительные токи будут протекать именно по этим соединениям, а не по щёткам. Общее число уравнительных соединений равно K/p.

Показанные уравнительные соединения удорожают машину и увеличивают расход меди на единицу площади машины, усложняют ее конструкцию. В такой обмотке число параллельных ветвей, зависит от числа полюсов, что резко ограничивает ее область применения: преимущественно в двухполюсных машинах и многополюсных машинах при большом токе в параллельной ветви (крупные машины).

Простая волновая обмотка получается, если последовательно соединять