5.2.2. Параметры обмоток

Распределенные обмотки машин переменного тока делятся на простые и сложные, однослойные и двухслойные, причем в двухс­лойных обмотках, как и в машинах постоянного тока, одна сторона катушки лежит в верхней части пазов, другая – в нижней (рисунок 5.6,б и в).

К основным параметрам обмоток машин переменного тока относятся:

m – число фаз ( m =3 - трехфазная обмотка) ;

z₁ – число пазов статора ;

2р – число полюсов (р – число пар полюсов) ;

y₁ – шаг обмотки, обозначающий расстояние между началом и концом катушки ;

τ – полюсное деление, обозначающее расстояние между центрами полюсов противоположной полярности;

q – число пазов на полюс и фазу (q = 1 –­ обмотка сосредоточенная, q > 1 – обмотка распределенная);

W_к – число последовательно соединенных витков в катушке;

n_к – общее число катушек в обмотке ;

n_кг – общее число катушечных групп ;

W₁ – число последовательно соединенных витков в фазе ;

k_p – коэффициент распределения ;

k_y – коэффициент укорочения;

k_об = k_p k_y – обмоточный коэффициент.

Шаг обмотки у и полюсное деление τ могут измеряться или в линейных размерах, или в числах пазов.

Для обмоток с диаметральным шагом величина шага и полюсного деления рассчитывается в числах пазов по соотношению

. (5.1)

Под одним полюсом всегда располагаются проводники всех трех фаз обмотки, поэтому каждая фазная зона занимает по одной трети полюсного деления, что составляет 60 электрических градусов. Порядок чередования фаз под каждым полюсом должен быть одинаковым. На каждую фазную зону одного полюса приходится определенное число пазов q, которое определяют по формуле

. (5.2)

Для обмоток с укороченным шагом вводится параметр β = y/τ, характеризующий относительный шаг обмотки (укорочение).

Угол между соседними пазами, позволяющий учитывать фазовый сдвиг ЭДС в соседних катушках, определяют по соотношению

α = 5.3)

5.2.3. Двухслойные обмотки

Наибольшее применение в машинах переменного тока получили двухслойные обмотки, которые дают возможность выбора более благоприятного шага, позволяют уменьшить расход обмоточного провода и изоляции. Для улучшения формы кривой ЭДС и МДС в машинах переменного тока двухслойные обмотки выполняют с укороченным шагом, y < τ. При y ≈ 0,8 τ достигается экономия меди, а уменьшение основной гармоники ЭДС или МДС по сравнению с обмоткой с диаметральным шагом, составляет несколько процентов.

На рисунке 5.6 показаны сечения статора СМ с расположением в пазах двухслойных обмоток с диаметральным (рисунок 5.6(б)) и с укороченным (рисунок 5.6(в)) шагами. Развернутые схемы обмоток, соответствующих рисунку 5.6 с катушками петлевого типа, приведены на рисунке 5.7.

Для упрощения на рисунке 5. 7(б) и (в) показаны катушки только одной фазы А. Обозначения выводов фазы сделаны в соответствии с требованиями ГОСТ 183-74.

По распределению фазных зон обмотки с укороченным шагом видно, что фазные зоны нижнего слоя смещаются относительно фазных зон верхнего слоя на величину (в пазах) τ–y₁. Число катушек двухслойной обмотки всегда равно числу пазов, n_к = z₁.

В рассмотренных схемах петлевых обмоток число параллельных ветвей a=p. При p=1, a=1, при 2р=4 петлевые обмотки дают возможность получить две параллельные ветви, при 2р=6 - три и т.д.

В многополюсных машинах переменного тока петлевые обмотки имеют большое число соединений между катушечными группами, что увеличивает расход меди и усложняет технологию их изготовления. Если число параллельных ветвей можно выбрать равным одной или двум, целесообразно в многополюсных машинах применять волновую обмотку, в которой лобовые части обеспечивают межкатушечные соединения.