Содержание
Предыдущий § Следующий

5.2. Простая петлевая обмотка

При простой петлевой обмотке секция присоединяется к соседним коллекторным пластинам (рис. 5.4, а). Для выполнения обмотки необходимо знать ее результирующий шаг у (рис. 5.4, б), пер-

вый у\ и второй уг частичные шаги, а также шаг по коллектору Укол- Результирующим шагом обмотки называется расстояние между начальными сторонами двух секций, следующих друг за другом по ходу обмотки; первым частичным шагом, или основным шагом — расстояние между двумя сторонами каждой секции (шаг секции); вторым частичным шагом — расстояние между конечной стороной одной секции и начальной стороной следующей секции.

Рис. 5.4. Общий вид петлевой обмотки (а) и схема соединений ее секций (б)

Указанные расстояния обычно выражаются в числе пройденных секций. Шагом по коллектору называется расстояние в коллекторных делениях между пластинами, к которым присоединены две стороны каждой секции. Так как K=S, то результирующий шаг обмотки у и шаг по коллектору у_Кол равны. При петлевой обмотке y=yi—z/2 и Укол—У- Обмотка называется простой, если у=у_Кол = = ±1. В такой обмотке каждая последующая секция расположена рядом с предыдущей, а якорная катушка имеет форму петли, давшей название обмотке. Обычно при выполнении обмотки принимается (/кол = + 1 (неперекрещенная обмотка), так как в этом случае несколько снижается расход обмоточного провода. На рис. 5.5 показаны якорные катушки машин постоянного тока при петлевой и волновой обмотках.

В простой петлевой обмотке секции, расположенные под каждой парой полюсов, образуют две параллельные ветви. Например, на рис. 5.6 показано образование параллельных ветвей в обмотке якоря четырехполюсной машины (цифрами обозначены коллекторные пластины). В каждую из параллельных ветвей входит 5_В = —S/2p секций, поэтому число параллельных ветвей во всей обмотке

Условие 2а—2р выражает основное свойство простой петлевой обмотки: чем больше число полюсов, тем больше параллельных ветвей имеет обмотка. По этой причине простую петлевую обмотку

Рис. 5.5. Формы якорных катушек при петлевой (а) и волновой (б) обмотках:

1,4 — пазовые части, 2, 5 — лобовые части, 3 — задняя головка, 6 — концы секций, припаиваемые к коллектору

часто называют параллельной. На рис. 5.7, а в качестве примера изображена схема петлевой обмотки четырехполюсной машины, а на рис. 5.7, б —ее эквивалентная схема, показывающая последовательность соединения отдельных проводников и образующиеся па-

Рис. 5.6. Образование параллельных ветвей в обмотке якоря четырехполюсной машины:

а — расположение проводников на якоре, б — эквивалентная схема

раллельные ветви; цифрами 1,2,3 и т. д. обозначены активные проводники, лежащие в верхнем слое обмотки, цифрами /', 2', 3' и т. д.— в нижнем.

Электродвижущие силы Е, индуцированные во всех параллельных ветвях петлевой обмотки, теоретически должны быть равны Практически из-за технологических допусков в размерах воздушного зазора под разными полюсами, дефектов литья в корпусе и Других причин магнитные потоки отдельных полюсов несколько различаются между собой, а поэтому в параллельных ветвях ЭДС могут быть неодинаковыми.

Рис. 5.7. Петлевая обмотка четырехполюсной машины (а) и ее эквивалентная схема (б) при S = K=24; (/, = 6; у₂=5; у_ко*= 1

На практике совершенно одинаковые ЭДС в параллельных ветвях индуцируются только в двухполюсных машинах, так как каждая секция имеет одну сторону, расположенную под одним полюсом, а другую — под другим. Из-за различия в значениях ЭДС параллельных ветвей в многополюсных машинах через обмотку якоря даже при холостом ходе проходит уравнительный ток i_yP, причем частично он замыкается через щетки (рис. 5.8). Поскольку этот ток является «внутренним» током якоря, его коммутация не может быть улучшена с помощью добавочных полюсов, в обмотках которых тока нет, и даже сравнительно небольшой уравнительный ток вызывает сильное искрение щеток.

Предотвратить искрение щеток от уравнительного гока можно с помощью уравнительных соединений, которые соединяют в обмотке точки, имеющие теоретически равные потенциалы. На эквивалентной схеме обмотки четырехполюсной машины (см. рис. 5.Б б) легко найти эти точки: во-первых, это коллекторные пласти-

ны, на которых стоят одноименные щетки 1 и 11; б и 16. Эти коллекторные пластины связываются проводами, расположенными под лобовыми частями обмотки якоря (рис. 5.9, а). Иногда уравнители располагаются со стороны, противоположной коллектору (рис. 5.9, б). В четырехполюсной машине можно найти пару пластин, на которые одновременно набегают щетки, и соединить эту па-

Рис. 5.8. Схема замыкания уравнительных токов в четырехполюсной машине

ру пластин уравнительными проводами. Шаг уравнительных соединений по коллектору

следовательно, всего можно поставить К/р уравнительных соединений. Однако обычно ставят всего один уравнитель на паз и этого оказывается достаточно, чтобы предотвратить искрение щеток. Объясняется это реактивным характером тока, замыкающегося через уравнители.

Рассмотрим части обмоток, расположенные между двумя соседними уравнителями (рис. 5.10, а). Пусть ЭДС в части обмотки аЬ в рассматриваемом положении больше, чем в части cd, на значение Ае из-за того, что индукция под полюсами Ni и Si больше, чем под полюсами N₂ и S₂, где соответственно расположены стороны секций ab и cd.

Когда якорь поворачивается на два полюсных деления, то, естественно, направление разностной ЭДС Ае меняется на обратное, т. е. полупериоду изменения ЭДС соответствуют два полюсных де-

Рис. 5.9. Расположение уравнителей у коллектора

ления. Таким образом, в контуре обмотки abed индуцируется переменная ЭДС Ае с частотой

/_ур = рп/2Ш                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           (5.5)

Поскольку секции обмотки якоря имеют большое индуктивное сопротивление, уравнительный ток отстает от ЭДС по фазе на 90°,

т. е. имеет максимум при повороте якоря из исходного положения на полюсное деление. Уравнительный ток, замыкающийся по обмотке, подмагничивает слабые полюсы N2 и S2 и размагничивает полюсы N1 и S1. Таким образом, уравнительные токи в машине сравнительно невелики, они исправляют магнитную асимметрию. Сечение провода уравнителей принимается равным 20... ...50% отсечения проводников обмотки якоря. Описанные уравнители называются уравнителями первого рода.

Содержание
Предыдущий § Следующий