Главная Машины переменного тока



личине и направлению э. д. с. пятой гармоники. Так как при обходе витка эти э. д. с. окажутся направленными встречно и взаимно уничтожаются, то в кривой э. д. с. витка пятая гармоническая составляющая будет ртсутствовать. Таким образом, укорочение шага обмотки на т/5 (=4т/5) дает возможность исключить пятую гармонику из кривой э. д. с. При укорочении на т/З (=2т/3) исчезнет третья гармоника, при укорочении т/7 {у = 6х/7) исчезнет седьмая гармоника из кривой э. д. с. и т. д.


Рис. 18.7. Уничтожение пятой гармоники в кри- Рис. 18.8. Укорочение шага об-

вой э. д. с.

мотки (а) и векторы э. д. с. при диаметральном и укороченном шага.х обмотки (б)

Так как в линейной э. д. с. трехфазной системы третьих и всех кратных трем гармоник нет, то обычно третью гармонику не подавляют и укорочение шага делают на t/6 (=5т/6) с тем, чтобы уменьшить амплитуды пятой и седьмой гармоник, наиболее резко выраженных в кривой э. д. с. машины.

Для снижения высших гармоник в кривой э. д. с. можно выполнить обмотки с шагом, большим полюсного деления (>т). Однако на практике этого не делают, так как выполнение такой обмотки требует увеличения расхода меди.

Укорочение шага обмотки помимо уменьшения содержания высших гармонических составляющих в кривой э. д. с. сокращает расход меди за счет уменьшения длины лобовых соединений, но вместе с этим уменьшается и э. д. с. машины. При диаметральном шаге (г/=т) катушка А-Х пронизывается всем магнитным потоком полюса (рис. 18.8, а), а при укороченном шаге {у<х) катушки А-Х этот магнитный поток уменьшится на величину, соответствующую заштрихованной площади. При диаметральном шаге э. д. с, индуктируемые в активных сторонах А и X катушки, сдвинуты по фазе



на 180° (рис. 18.8, б), так что э. д. с. катушки Ех, представляющая собой геометрическую разность э. д. с. ее активных сторон, будет равна арифметической сумме этих э. д. с:

При укороченном шаге э. д. с. активных сторон А и X сдвинуты на угол, меньший 18С° по фазе, и э. д. с. катушки Еах будет меньше арифметической суммы э. д. с. этих сторон.

Уменьшение э. д. с. катушек за счет укорочения шага обмотки определяется коэффициентом укорочения ky, представляющим собой отношение э. д. с. катушки с укороченным шагом к э. д. с. катушки с полным или диаметральным шагом: куЕлкIEax-cos (y/2), где угол Y определяет степень укорочения шага обмотки, т. е. ,(я-у)/п-у/х или у=п{т-у)/х. Следовательно,

= cos-.l:: = sin (18.12)

-2-11 % 2

Это выражение определяет коэффициент укорочения для первой гармоники поля.

Если обмотка имеет укорочение шага на угол у (эл. град.) основной гармоники поля, то для v-й гармоники этот угол будет равен vy электрических градусов. Следовательно, коэффициент укорочения шага для v-й гармоники поля

Ay,=cosv- . l=l = sinv . (18.13)

Если укорочение шага выполнено на т/5, т. е. у= -~ г, то для пя-

той гармоники поля коэффициент укорочения будет равен нулю: 4

Ау5= COS 5 -- • -5 JL = 0 и пятой гармоники в кривой э. д. с. не

будет. Также при укорочении на т/7 будет исключена седьмая гармоника из кривой э. д. с. и т. д.

Произведение коэффициентов распределения и укорочения представляет собой обмоточный коэффициент йоб = ру, учитывающий уменьшение э. д. с. фазы машины переменного тока за счет распределения и укорочения шага обмотки.

Таким образом, действующее значение э. д. с. фазы машины переменного тока

Е=4,Ш&/Ф, (18.14)

где W - общее число последовательно соединенных витков одной фазы.

Все катушки, из которых состоит двухслойная обмотка, имеют одинаковые размеры, причем одна сторона катушки лежит в одном, например верхнем, слое обмотки, другая в нижнем.



На рис. 18.9 показана развернутая схема двухслойной трехфазной обмотки с укороченным шагом (Q = 24, q = 2, 2р = 4, m = 3, у =5x16). На схеме двухслойной обмотки стороны, лежащие в верхнем слое паза, показаны сплошной линией, в нижнем слое паза - пунктиром. Для того чтобы э. д. с. фаз А, В и С имел;! сдвиг на 1/3 периода, надо катушки этих фаз сместить на 120 эл. град, в простац-стве. Следовательно, начала А, В я С фазных обмоток и соответственно их концы А, ¥ и Z сдвинуть на 120 эл. град., т. е. на 1/ф = 120/а пазов, где a=p360/Q= =2-360/24=30° - угол между рядом лежащими пазами, эл. град. Таким образом, f/$=120Q/(p360) = Q/(3p),


Z В

Рис. 18.9. Развернутая схема трехфазной двухслойной об.мотки с укороченным шагом

В нашей схеме Q=24, р=2, следовательно, 1/ф=24/(3-2) =4.

Начало фазы А выбрано в первом пазу, начало фазы В -в пазу 1+Уф=5г начало фазы С -в пазу 5-1-1/ф=9.

Полюсное деление T=Q/(2p) =24/4=6, шаг обмотки у=5x16=5. Так как начало фазы А выбрано в верхнем слое первого паза, то первая катушка этой фазы состоит из активных проводов верхнего слоя паза ] и нижнего слоя паза \ +у=6, вторая катушка - из проводов верхнего слоя паза 2 и нижнего стоя паза 2+у-7. Верхние активные стороны пазов 3, 4, 5, 6 заняты проводниками катушек фаз В и С. Последующие катушки-фазы А располагаются в верхнем слое пазов 7 и 5 и нижнем слое пазов 7+у=\2 и 8-l-i/=13; в верхнем слое пазов 13, 14, 19, 20 и в нижнем слое пазов \%Л-у=\%, 14--i/=19; 19-l-i/=24; 20-Ьг/=25 (1 паз). Так как катушки пазов 1-6, 2-7 и пазов 7-12, 8-13 отстоят на расстоянии полюсного деления, то э. д. с. этих катушек находятся в протиеофазе. Поэтому вторая пара катушек (7-12, 8-13) соединяется встречно с первой (1-6, 2-7), т. е. конец втором катушки соединяется с концом четвертой. Аналогично выполнено соединение двух других пар катушек. Соединение катушек, составляющих фазы Б и С, выполнено подобно соединению катушек фазы А.

Для рассмотренной обмотки коэффициент распределения для основной гармонической составляющей

йр1 = sin

-/(,.„f)..,„iL/(2.„).0,».

коэффициент укорочения ftyi = cos = cos коэффициент Ao6i=ftpiAyi=0,93.

= 0,966; обмоточный



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


0.0124