Главная Машины переменного тока



Сосредоточенной однофазной обмоткой называют такую, у которой ==1, где д - число пазов на полюс и фазу. В этом случае пазы располагают равномерно по окружности статора на расстоянии шага у, равного полюсному делению т (г/=т). Развернутая схема обмотки четырехполюсной машины показана на рис. 18.4. Обмотка состоит из двух катушек, расположенных под различными парами полюсов и соединенными последовательно, для чего конец первой катушки соединен с началом второй, а начало первой и конец второй катушек образуют начало и конец фазной обмотки Л и X. Катушки могут быть также соединены параллельно.


Рис. 18.4. Развернутая схема однофазной однослойной сосредоточенной обмотки

Так как в сосредоточенной обмотке с полным шагом все активные стороны находятся в одинаковых условиях по отношению к полюсам, то э. д. с. всех этих сторон и всех витков одинаковы. Если W - число последовательно соединенных витков обмотки (всех катушек), то при синусоидальной форме кривой действующее значение э. л. с.

/=4,44та)/Ф. (18.8)

Сосредоточенная обмотка не имеет . практического применения в силу ряда недостатков: плохое использование окружности статора, большой объем пазов, так как в них необходимо поместить большое число активных проводников, и невозможность изменения Лормы кривой э. д. с. Поэтому обмотки делают только распределенными, т. е. такими, у которых. число пазов «а полюс и фазу 9=2, 3, k. В этом случае активные стороны катушек одной фазы помещают не в одном пазу под полюсом, а в нескольких.

Распределенная обмотка дает возможность уменьшить содержание высших гармонических в пространственном распределении магнитной индукции и, следовательно, в кривой э. д. с. за счет некоторого уменьшения э. д. с. При распределенной обмотке (рис. 18.5, а) оси последовательно соединенных катушек не совпадают. Следовательно, э. д. с. катушки AiXi опережает э. д. с. катушки 22 на угол (между осями этих катушек) a = 2pjt/Q, измеряемый в электрических градусах (Q -число пазов на окружности статора) , а э. д. с. катушки А2Х2 опережает э. д. с. катушки А3Х3 на этот же угол



Уменьшение э. д. с. обмотки за счет ее распределения определяется коэффициентом распределения обмотки k, представляющим собой отношение геометрической суммы э. д. с. катушек к арифметической сумме этих э. д. с;

к==\Ёг + Ё2-\- .. -l/Ci-f £-2+.. .)-£1/(9£кат). (18.9) где кат - э. Д. с. одной катушки.


Рис. 18.5. Распределенная обмотка (а) и векторы э. д. с. катушек (б)

На диаграмме (рис. 18.5, б) показаны векторы э. д. с. трех катушек, сдвинутые по фазе на угол а„ геометрическая сумма которых равна Ё. Из этой диаграммы определяем

E=2R sin (gal2) и E,=2R sin (a/2),

где R - радиус окружности, являющейся геометрическим местом точек концов векторов э. д. с. катушек.

Из треугольника ОАО найдем ЛО=£кат/2=7? sin (а/2), а из треугольника ОАН-АН = EJ2=R sin {qal2). Таким образом, коэффициент распределения обмотки

(18.10)

sin-/(9sin-),

Для более высоких гармонических составляющих угол между соседними пазами определяется порядком гармонической, т. е. для пятой гармонической он составляет 5а, а для v-й гармонической - ла. На такой же угол сдвинуты векторы э. д. с. катушек соответствующих гармоник. По аналогии с рассуждениями, приведенными для первой гармоники, получим для v-й гармонической следующий коэффициент распределения:

(18.11)

fepv=Sl.n

/(?s,n-)



Таким образом, коэффициенты распределения обмотки для высших гармонических обычно много меньше единицы, что приводит к уменьшению содержания высших гармоник в кривой э. д. с.

Трехфазная обмотка представляет собой совокупность трех фазовых обмоток, оси которых смещены на одну треть двойного полюс-"ного деления 2т/3 или на 120° электрических. На рис. 18.6 показана


1 2 3 и 5 Б 7

8 3 WU 12 13 Ш 15 k 111819 2D 21 2223 2*


Рис. 18.6. Развернутая схема трехфазной однослойной обмотки с полным шагом

развернутая схема однослойной трехфазной обмотки с полным шагом при следующих данных: число пазов на статоре Q=24, число фаз т = 3, число полюсов 2р = 4, число пазов на полюс и фазу q=Q/{2pm)=2.

§ 18.3. Двухслойные обмотки с укороченным шагом м их э. д. с.

На практике обмотки переменного тока выполняют двухслойными с укороченным шагом, так как укорочение шага -весьма эффективное средство уменьшения высших гармонических составляющих в кривой э. д. с.

Предположим, что в кривой распределения магнитной индукции в пространстве помимо основной существует пятая гармоническая составляющая и что витки обмотки имеют полный шаг у=х (рис. 18.7). В этом случае при обходе витка первая и пятая гармонические составляющие э. д. с. в одной стороне витка направлены согласно с соответствующими э, д. с, индуктируемыми в другой стороне витка. Таким образом, в кривой э. д. с. помимо основной присутствует пятая и все высшие гармонические составляющие. Если укоротить шаг обмотки на т/5, т. е. сделать шаг г/ = 4т/5 (на рисунке показано прерывистой лийией), то для пятой гармонической составляющей магнитной индукции стороны витка окажутся в одинаковых условиях, т. е. под полюсами одинаковой поляр-рности. Поэтому в сторонах витка индуктируются одинаковые по ве-



0 1 2 3 [4] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.0101