Обмотки якорей электрических машин постоянного тока: Методические указания к выполнению индивидуального задания по дисциплинам «Электрические машины», «Электромеханика»

Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

_________________________________________________

Утверждаю

Зам. директора ЭЛТИ по УР

_____________________

«______»    ________________ 2003 г.

ОБМОТКИ ЯКОРЕЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Методические указания к выполнению индивидуального задания по дисциплинам «Электрические машины», «Электромеханика» для студентов направлений «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика» ТПУ

Томск – 2004

УДК 621.313.045

Обмотки якорей электрических машин постоянного тока: Методические указания к выполнению индивидуального задания по дисциплинам            «Электрические машины», «Электромеханика» для студентов направлений «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика» ТПУ. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - 19 с.

Составители: доц. канд. техн. наук  В. М. Игнатович доц. канд. техн. наук   А. И. Верхотуров доц. канд. техн. наук   Ш. С. Ройз асс. канд. техн. наук   В. В. Големгрейн

Рецензент: доц. канд. техн. наук  А. Д. Чесалин

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры «Электрические машины и аппараты» ЭЛТИ ТПУ   24 ноября 2003г.

Зав. кафедрой ЭМА

доц., канд. техн. наук                                                   О. Л. Рапопорт

1.  ВВЕДЕНИЕ

При современном темпе развития науки и техники, большом потоке информации ВУЗ уже не в состоянии обеспечить выпускников знаниями на весь период дальнейшей работы. В этой связи специалисту необходимо иметь не только основные сведения из определенной отрасли знаний, но и выработать принципы самообразования, навыки самостоятельного решения практических задач. Выработке навыков самообразования и самостоятельности способствуют индивидуальные задания.

При изучении дисциплин «Электрические машины» и «Электромеханика» студентами третьего курса направлений «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика» в осеннем семестре предусмотрено выполнение индивидуального задания по разделу «Обмотки якорей электрических машин постоянного тока». Этот раздел дисциплины является традиционно не простым, несмотря на казалось бы основательное изложение его в учебной литературе.

Предлагаемые методические указания содержат краткие рекомендации по выполнению развернутых схем на примере наиболее распространенных обмоток якорей машин постоянного тока: простых петлевых и простых волновых.

Выполнение индивидуального задания поможет закрепить теоретические знания и получить практические навыки по выполнению развернутых схем обмоток.

2.  ОБМОТКИ ЯКОРЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Обмотки якорей представляют собой систему проводников, определенным образом уложенных в пазы сердечника якоря. Составляющими элементами этих обмоток являются секции, которые состоят из одного или нескольких последовательно соединенных витков.

Секция имеет две активных стороны и две лобовые части. Активные стороны секции укладываются в пазах сердечника якоря, а лобовые части соединяют активные стороны секций и располагаются вне сердечника якоря, рядом с торцевыми его поверхностями. Секция имеет две клеммы (начало и конец), которыми присоединяется к двум коллекторным пластинам.

Обмотки якорей чаще всего выполняются двухслойными, т. е. активные стороны секций в пазу расположены друг над другом. Если в пазу расположены только две активных стороны в два слоя, то этот паз называют реальным, состоящим из одного элементарного (). В случае, когда в верхнем и нижнем слоях паза расположено большее количество активных сторон секций, то реальный паз состоит из нескольких элементарных ().

Обмотки якорей машин постоянного тока подразделяются на петлевые, волновые и комбинированные. Петлевые и волновые обмотки могут быть простыми или сложными. Комбинированные обмотки представляют собой сочетание петлевых и волновых.

В простой петлевой обмотке число параллельных ветвей (2а) всегда равно числу полюсов, т.е. . Параллельной ветвью называют часть обмотки, находящуюся между двумя щетками противоположной полярности. Несимметрия ЭДС и сопротивлений параллельных ветвей вызывает возникновение уравнительных токов, перегружающих щеточные контакты и ухудшающих коммутацию. Поэтому в простых петлевой обмотках с обязательно устанавливают уравнительные соединения первого рода. Причем, обычно устанавливают по нескольку соединений на каждую пару полюсов.

В машинах с большими номинальными токами якоря для увеличения числа параллельных ветвей выполняют сложную петлевую обмотку. Число параллельных ветвей в сложной петлевой обмотке , где m – число ходов обмотки. В сложных петлевых обмотках необходима установка уравнительных соединений не только первого, но и второго рода, соединяющих точки теоретически равного потенциала, принадлежащие m ходам, образующим сложную.

Волновые обмотки получили большое распространение в машинах с номинальным током якоря не более 500 – 600 А. В простых волновых обмотках  независимо от числа полюсов машины. Достоинствами простых волновых обмоток являются отсутствие уравнительных соединений и возможность эксплуатации машины при неполном числе щеточных болтов.