Обмотки статора асинхронных двигателей

     Рис. 13. Расположение лобовых частей эвольвентной обмотки 

     Рассмотренные выше однослойные обмотки могут  быть отнесены по форме исполнения катушек к петлевым обмоткам. Наряду с такими обмотками применяют также однослойные обмотки с секциями волнообразной формы – волновые обмотки.

     Рис. 14. Трехфазная однослойная волновая обмотка (q=2). 

     Пример  такой волновой однослойной обмотки показан на рис. 14. Как видно из схемы обмотки, в ней меньше затрачивается меди на межкатушечные соединения.

     В некоторых случаях при относительно большом числе полюсов машины приходится выполнять однослойную обмотку с дробным числом q пазов на полюс и фазу. Пример такой обмотки показан на рис. 15; фазы обмотки на четырех полюсных делениях симметрично расположены в 18 пазах: .

     В обмотках статора могут индуктироваться  заметные э. д. с. зубцовых гармонических, так как в обмотках с целым q соответствующие элементы обмотки каждой фазы находятся под различными полюсами в одинаковом положении относительно оси полюсов, поэтому высшие гармонические э. д. с. всех групп фазы обмотки складываются алгебраически входят своей полной величиной в результирующую э. д. с. машины. Если же выполнить обмотки с дробным числом q с достаточно удачно подобранным коэффициентом дробности, то отдельные элементы обмотки, принадлежащие данной фазе, могут находиться под разными полюсами уже не в одинаковом положении относительно магнитного поля. Сдвиг этих элементов относительно оси полюсов может быть подобран таким образом, что обмоточный коэффициент основной гармоники будет уменьшен весьма незначительно, но обмоточные коэффициенты высших гармоник могут стать столь малыми по сравнению с этими коэффициентами для обмотки, имеющей ближайшее целое q, что величина гармонических по отношению к основной волне э. д. с. станет совершенно ничтожной. 

     Рис. 14. Трехфазная однослойная волновая обмотка (q=3/2). 

     Двухслойные обмотки. В машинах переменного тока наряду с однослойными обмотками широкое применение получили двухслойные обмотки, обладающие по сравнению с однослойными рядом преимуществ.

     В таких обмотках удобно осуществлять сокращение шага с таким расчетом, чтобы k_у5≈0 и k_у7≈0. При этом сокращается длина лобовых соединений, что приводит к некоторой экономии меди, затрата которой на лобовые соединения относительно велика.

     Двухслойные обмотки применяются двух типов:

1. С фазной зоной 60̊ (рис. 15, а);
2. С фазной зоной 120̊  (рис. 15, б).

     Обмотки второго типа используются сравнительно редко, т. к. они имеют более низкие значения обмоточных коэффициентов.

     Двухслойные обмотки выполняются из катушек  и секций одинаковых формы и размеров, что создает технологические удобства при изготовлении обмоток машины и обеспечивает полную электромагнитную симметрию фаз.

     Недостатки  двухслойных обмоток: более сложная  укладка секций в пазы, более сложный  ремонт катушек.

     На  рис. 15 в качестве примера показана трехфазная петлевая двухслойная обмотка при q=2 с сокращением шага на одно зубцовое деление .

     В верхней части рис. 15 показано распределение  двухслойной обмотки по пазам, из которого видно, что укорочение шага обмотки не изменяет распределения проводников в слое, а лишь сдвигает верхний слой относительно нижнего . Поэтому двухслойная обмотка с укороченным шагом как петлевая, так и волновая по своим электромагнитным свойствам эквивалентна двум диаметральным обмоткам, сдвинутым между собой на τ-у.

     Рис. 15. Двухслойная трехфазная обмотка: а – распределение фазных зон 60̊ при p=1; б – то же 120̊ при р=1; в – двухслойная петлевая обмотка (q=2, фазная зона 60̊ ) с укороченным шагом

     Двухслойные обмотки, так же как и однослойные, могут быть выполнены с дробным  числом q пазов на полюс и фазу. Такие обмотки находят применение главным образом в многополюсных машинах, имеющим q близкое к 1 и 2.

     Пример  двухслойной петлевой трехфазной обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу показан на рис. 16.

    Уравнительные соединения. В идеальных условиях, когда обмотка симметрична и потоки всех полюсов равны, э. д. с. всех полюсов равны и ветви нагружаются токами равномерно. Однако, в действительности из-за производственных и иных отклонений (неодинаковый воздушный зазор под разными полюсами, неоднородность материалов сердечника и т. п.) потоки отдельных полюсов не будут равны. При этом э. д. с. ветвей обмотки так же не будут равны. При этом внутри обмотки будут циркулировать уравнительные токи. Для обеспечения равномерного распределения тока между ветвями каждого хода обмотки, обмотка снабжается уравнительными соединениями, или уравнителями. Уравнители соединяют внутри обмотки точки, которые теоретически имеют одинаковые потенциалы.

     Рис. 16. Двухслойная петлевая трехфазная обмотка при дробном числе  пазов на полюс и фазу (q=3/2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы: 

1. Зимин В.И. «Обмотка электрических машин» 1970г
2. Кацман М.М. «Электрические машины», Москва 2000г.
3. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. «Электрические машины»,  часть 2, Ленинградское отделение, 1973г.
4. Петров Г.Н. «Электрические машины» II часть, 1963г.
5. Вольдек А.И. «Электрические машины», Ленинград 1978г.

Федеральное агентство по образованию

Министерства  образования и науки РФ

Пермский  государственный технический университет

Кафедра электротехники и электромеханики

Реферат

Обмотки статора асинхронных двигателей

   Выполнил: студент группы

                  ЭАПУ-08-2      Худякова И. А.  

    Проверил:    преподаватель                         Огарков Е.М. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пермь 2010 г