Обмотки якорей машин постоянного тока

§ 106. ОБМОТКИ ЯКОРЕЙ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Обмотки якорей машин постоянного тока изготовляют из изо­лированных медных проводов, а в машинах больших мощностей — из шин прямоугольного поперечного сечения; обмотки выполняются замкнутыми. При изготовлении обмотки из шин прямоугольного поперечного сечения  их делают стержневыми  и  каждая  секция может состоять из двух активных проводов (одновитковая секция).

Из изолированного медного провода секции обмоток изготовляют в виде катушек с определенным числом витков (многовитковые секции).

В машинах постоянного тока исключительное применение находят шаблонные двухслойные обмотки, у которых в пазах якоря активные части секций размещаются в два слоя.

Каждая секция обмотки состоит из двух активных сторон, от­стоящих друг от друга на расстоянии, близком к полюсному деле­нию т, т. е. расстоянию между средними точками соседних разно­именных полюсов. При таком расстоянии между активными про­водниками (шаге обмотки) э. д. с, индуктированные в этих про­водниках, будут направлены в одну сторону, и э. д. с. секции будет иметь наибольшее значение, так как э. д. с. ее активных сторон складываются (рис. 136). Одна активная часть секции находится в верхнем слое паза, другая —в нижнем. При изображении раз­вернутых схем обмоток активные стороны, лежащие в верхнем слое паза, изображаются сплошной линией, а стороны нижнего слоя — прерывистой. Концы секции соединяются как с другими секциями обмотки, так и с коллекторными пластинами.

Секции, образующие обмотки, соединяются между собой так, чтобы индуктированные в них э. д. с. были направлены согласно, т. е. в одну сторону. Для этого начальные (конечные) проводники последовательно соединенных секций должны находиться в любой момент под полюсами одинаковой полярности.

В зависимости от порядка соединения секций друг с другом обмотки могут быть параллельными (петлевыми) и последователь­ными  (волновыми).

На рис. 137 показана (толстой линией) одновитковая и много-витковая секция параллельной обмотки, состоящая из активной части верхнего слоя паза 1 и нижнего слоя паза 1+у₁. В этих обмотках последовательно соединяются между собой секции на­чальные (конечные), активные стороны которых находятся под одним полюсом в расположенных рядом пазах. Таким образом, концы секций параллельной обмотки присоединяются к двум соседним коллекторным-пластинам (1 и 2), причем в многовитковых секциях к пластине 1 подключается начало первого витка, а к пластине 2 — конец последнего витка, соединяемый с началом следующей сек­ции.  Любая   коллекторная  пластина   (например,   1)   соединяется

с двумя активными проводами, в каждом из которых протекает ток одной параллельной ветви обмотки i_я, так что между двумя щетками различной полярности обмотка образует две параллель­ные ветви.

При параллельных обмотках число щеток должно быть всегда равно числу полюсов 2р и, следовательно, число параллельных ветвей  2а  в  этих  обмотках  равно  числу полюсов,   т.е.   2а = 2р

(а = р).

При большом  числе полюсов параллельная обмотка образует много параллельных ветвей, что дает возможность   понизить   ток  в одной ветви и уменьшает поперечное сечение провода обмотки.

В последовательных обмотках начальные (конечные) активные провода секций находятся под различными полюсами одинаковой полярности (рис. 138).

При обходе схемы обмотки с верхнего проводника n мы получим первую секцию, активные стороны которой находятся под по­люсами N1 и S1 (секция на схеме изображена толстой линией). Активные стороны второй секции, последовательно соединенной с первой, находятся под полюсами, N2 — S2, третьей секции —под полюсами N3 и S3 и т. д. После полного обхода окружности якоря Придем в верхний проводник пары n — 1, лежащей рядом (лучше слева) с проводником пары n, от которого начали обход обмотки. Последовательно с верхним проводником пары n— 1 включаем проводники, лежащие под полюсами S1, N2, S2 и т. д., пока вновь <не обойдем окружность якоря и не придем к проводнику, лежащему рядом с проводником n—1. После этого совершается новый обход проводников по схеме обмотки и т. д., пока все проводники не окажутся включенными в замкнутую цепь.

Вне зависимости от числа полюсов простая последовательная обмотка образует две параллельные ветви, т.е. 2а = 2. Поэтому при любом числе полюсов машина может иметь только две щетки, если обмотка якоря последовательная, причем эти щетки должны по­мещаться на расстоянии       части окружности коллектора. Например, при р = 2 расстояние между щетками должно быть равно четверти окружности коллектора. Это дает возможность делать доступной для осмотра не всю окружность коллектора, а только; ее часть.

Наличие только двух параллельных ветвей свидетельствует} о том, что в каждой ветви последовательно соединяется большое число активных проводов и э. д. с. машины может иметь большое значение. Поэтому последовательные обмотки находят применение для машин высокого напряжения.