4. Обмотка якоря мпт. Магнитный поток в воздушном зазоре. Эдс обмотки якоря.

ОЯ является тем элементом, в котором происходит преобразование энергии в МПТ и в соответствии с этим к ОЯ предъявляются следующие требования.

1. Обмотка должна обеспечивать необходимые номинальные значения

2. Обмотка должна обеспечиватьнеобходимую прочность, термическую и электрическую устойчивость.

Т.к. обмотка расположена на вращающемся якоре и находится под действием центробежной силы, изоляция обмотки должна обеспечивать необходимую температуру. Изоляция должна обеспечивать рабочие напряжения машины (электрическую прочность).

3. Обмотка должна обеспечивать высокие технико-экономические показатели машины (эл. прочность)

4. Обмотка должна обеспечивать безыскровую работу щеточно-коллекторного устройства, т.е. обеспечивать хорошую коммутацию

5. Обмотка должна быть технологична, т.е. достаточно простой в изготовлении

Классификация ОЯ:

1. По способу соединения секций между собой, якорные обмотки подразделяются на:

а) петлевыеб) волновыев) комбинированные

2. По величине шага обмотки:

а) с укороченным шагомб)тс диаметральным шагом в) с увеличенным шагом.

3. По способу укладки в пазы (якорные обмотки МПТ всегда выполняются двухслойными)

а)двухслойные а) однойслойные

4. В зависимости от величины шага обмотки по коллектору петлевые и волновые обмотки могут быть:

а). простыеб). сложные : -однократно замкнутые-многократно замкнутые

5. По числу витков секции:

а).одновитковыеб). многовитковые

Секция ОЯ является основным элементом этой обмотки. ОЯ состоит из отдельных секций. На схемах, секция изображается в виде:

1 – активные стороны секций. Части секции, в которые располагаются в пазах пакета стали якоря. В них при работе машины индуктируется ЭДС.

2 – лобовые и фронтальные части секции. Они расположены в пакете стали якоря по его столбцам, т.е. вне магнитного поля, ЭДС в них отсутствует. Непосредственно в преобразовании энергии не участвует и служат для соединения активных сторон между собой.

3 – концы секции, с помощью которых секции соединяются с коллекторными пластинами (4)

4 – коллекторные пластины.

Секция ОЯ выполняется из медного провода кругового или прямогульного сечения. Секция ОЯ характеризуется шиной ,Которая называется первым частичным шагом.

τ _z=Z₂/2p-число зубцов или пазов, на 1 полюс

Из рисунка видно, что наибольший магнитный поток, принизывающий секцию ②с диаметральным шагом. Секция ①и③пронизывается лишь частью полезного магнитного потока и соответственно ЭДС будет меньше, чем во②

Щетки устанавливаются там, где изменяется направление ЭДС. Электрически обмотка якоря нейтрально, т.к. суммарная ЭДС машины =0

Y₁-первый частичный шаг- измеряемый в расстоянии в зубцах между пазами, в которых расположены активные стороны одной секции(для петлевой всегда в соседних)(определяет ширину секции)

Y_k-шаг по коллектору- расстояние в коллекторных делениях между серединами коллекторных пластин, к которым подключены концы одной секции

Y-результирующий шаг-это расстояние в зубцах между пазами в которых расположены акт.стороны 2х последовательно соединенных секций.(определяет взаимное положение 2х секций)

Y2-второй частичный шаг- расстояние в зубцах между пазами в которых лежат конечная акт.сторона одной секции и начальная акт.сторона другой секции последовательной с ней.(определяет взаимное положение 2х секций)

Y₁=Y+Y2Y=Y_k:

“Результирующий шаг по якорю равен шагу по коллектору”(смещение по якорю такое же как и по коллектору)

Щетки устанавливаются по коллектору там, где происходит смена знака или направление ЭДС

i₂токпар.ветвиI₂-ток ОЯ

Количество щеток соответствует количеству полюсов(2р)

В реальной машине существует отгиб лобовых частей, щетки устанавливаются на оси полюсов.

Вся обмотка распределена на участки, в пределах которых секции соединяются последовательно между собой и имеют одинаковые направления ЭДС и токов - параллельные ветви(2а)

В простой петлевой обмотки2р=2а=N_щ

Если щетки сделаны в геометрической нейтрали, то тогда в параллельную ветвь попадают секции с противоположным направлением ЭДС.

В этом случае суммарная ЭДС параллельной ветви уменьшится => уменьшиться напряжение на зажимах машины.

Определение ЭДС ОЯ

N2-число проводников

ЭДС ОЯ пропорциональноb_δв зоне расположения проводника =>во всей обмотке якоря в момент времени э.д.с не одинакова, но т.к при вращении якоря число проводников под каждым полюсом одинаково =>е.д.с в паралельной ветви одинаково =>е.д.с можно найти из среднего значения е.д.с проводника

ЭДС ОЯ пропорционально напряжению одной параллельной ветви.

П олезный маг.поток

τ2=πD2н/2p

b2-ширина полюсного наконечника

bδ-кривая распределения норм. составляющей маг.инд поля возбуждения в в.з на поверхности якоря(величина маг.потока проходящего через якорь)

Bδ- амплитуда маг.индукции в в.з

В пределах полюсной дуги bδ=Bδ=const,уменьшается под краями пол. наконечников в межполюсном пространстве и проходит через 0 в гл.нейтрали