2. Завдання № 2 до розділу

„Загальні питання машин змінного струму

2.1 Визначаються параметри схеми обмотки статора згідно з табл.3.2.

2.2 Викреслюється принципова розгорнута схема однієї фази обмотки з вказівкою на неї основних розрахункових параметрів.

2.3 Визначаються коефіцієнти розподілення й укорочення графічним і аналітичним методами та обмотувальний коефіцієнт.

2.4 Для двох полюсних поділок обмотки методом графічного інтегрування викреслюються криві сил, що намагнічують (н.с.) для слідуючи моментів часу та положень зірки струмів:

t = 0 максимум струму в фазі А-Х ( i_A=I_Ma),

t = Т/12,

t = Т/6.

2.5 На кривих н.с. викреслюються синусоїди н.с. першої гармонічної і показується зсув їх в просторі при оберті зірки струмів на 30˚.

2.4 Методичні вказівки по р. 2

Схеми обмоток машин змінного струму викладені в (1, гл.21; 5, §4.6).

До п. 2.1. До основних параметрів схеми трифазних обмоток відносяться

Z – число пазів статора,

m – число фаз,

p – число пар полюсів,

 = Q – число пазів, що приходяться на один полюсний розподіл /на один полюс/,

q – число пазів на полюс і фазу /число пазів, що приходяться на один полюс однієї фази/,

y – крок між активними сторонами секції,

y_ф – крок між початками фаз обмоток.

Таблиця 2.1 – Дані до розрахунку схеми трифазної обмотки статора й обмотувального коефіцієнта

№	q	n1	y	Схема з’єднан-ня фазних обмо-ток	а1	Тип обмотки
1	2	3	4	5	6	7
1	2	1500		D	2	Двошарова
2	3	1000	0,8 τ	Y	3	Двошарова
3	3	3000		D	1	Одношарова ланцюгова
4	2	750		Y	4	Одношарова равносекційна
5	3	1500	0,8 τ	Y	2	Двошарова
6	4	3000	0,8 τ	Y	1	Двошарова
7	2	1000		D	3	Одношарова катушкова концентрична
8	3	750	0,8 τ	D	4	Двошарова
9	4	1500		D	2	Одношарова равносекційна
10	4	1000		Y	3	Теж саме
11	4	1000		D	3	Одношарова котушкова
12	4	1000		Y	2	Одношарова ланцюгова
13	4	1000		D	3	Одношарова равносекційна
14	4	1000	0.8 τ	Y	2	Двошарова
15	4	1000		D	3	Двошарова
16	2	750		Y	4	Одношарова котушкова концентрична
17	2	750		D	2	Одношарова ланцюгова
18	2	750		Y	4	Одношарова равносекційна

Продовження таблиці 2.1

1	2	3	4	5	6	7
19	2	750	0.8 τ	D	4	Двошарова
20	2	750		Y	2	Двошарова
21	6	3000		D	1	Одношарова котушкова концентрична
22	6	3000		Y	1	Одношарова ланцюгова
23	6	3000		D		Одношарова равносекційна
24	6	3000		Y	1	Двошарова
25	6	3000	0.8τ	D	1	Двошарова
26	5	1500		Y	2	Одношарова котушкова концентрична
27	5	1500		D	2	Одношарова ланцюгова
28	5	1500		Y	2	Одношарова равносекційна
29	5	1500		D	2	Двошарова
30	5	1500	0.8τ	Y	2	Двошарова
31	3	1000		D	3	Одношарова котушкова концентрична
32	3	1000		Y	2	Одношарова ланцюгова
33	3	1000		D	3	Одношарова равносекційна
34	3	1000		Y	2	Двошарова
35	3	1000	0.8τ	D	3	Двошарова
36	3	750		Y	4	Одношарова котушкова концентрична
37	3	750		D	2	Одношарова ланцюгова

Продовження таблиці 2.1

1	2	3	4	5	6	7
38	3	750		Y	2	Одношарова равносекційна
39	3	750		D	4	Двошарова
40	3	750	0.8τ	Y	4	Двошарова
41	4	3000		D	1	Одношарова котушкова концентрична
42	4	3000		Y	1	Одношарова ланцюгова
43	4	3000		D	1	Одношарова равносекційна
44	4	3000		Y	1	Двошарова
45	4	3000	0.8τ	D	1	Двошарова
46	6	1500		Y	2	Одношарова котушкова концентрична
47	6	1500		D	2	Одношарова ланцюгова
48	6	1500		Y	2	Одношарова равносекційна
49	6	1500		D	2	Двошарова
50	6	1500	0.8τ	Y	2	Двошарова

Якщо q = 1, то обмотка вважається зосередженою, якщо q › 1 – розподіленою. Якщо y =  – обмотка має повний /діаметральний/ крок, якщо y ‹  – укорочений.

Основні параметри схеми обмотки розраховуються за наступними формулами

р = 60f₁/n₁, Z = 2pmq₁,  = Q = Z/2p,

y = чи y = 0,8

Якщо y (крок) виходить дробовим числом, то воно округляється до цілого.

До п. 2.2 Схеми виконуються на окремих аркушах.

Секції фаз позначаються наступними кольорами:

фаза А-Х - жовтий, фаза В-Y - зелений, фаза C-Z - червоний.

З лівої сторони розгорнутої схеми викреслюється зірка струмів до моменту часу t, який дорівнює нулю(максимум струму у фазі А–Х).

Розподіляються пази по фазах у порядку розташування кінців зірки струмів по годинній стрілці, наприклад, А, Z, B, Х, C, Y для кожної пари полюсів і заданого числа q.

В одношарових обмотках обидві сторони секцій викреслюються суцільними лініями і кольором відповідних фаз. Сторони секцій позначаються тими ж цифрами, що і пази. У двошарових обмотках ліва верхня сторона секції розташовується ліворуч від цифри паза, викреслюється суцільною лінією кольором відповідних фаз і позначається номером того паза, де розташована секційна сторона /без штриха/.

Нижні сторони секції розташовуються праворуч від цифри паза, викреслюється пунктирною лінією кольором відповідної фази і позначаються номером того паза, де розташована секційна сторона зі штрихом.

Порядок креслення схем обмоток викладений у (1, § 21.1).

У завданні розташовуються секційні сторони усіх фаз, викреслюються схеми фази А и підводяться початки фаз В і С через

y_ф =(2/3)τ

До п. 2.3. Обмотувальний коефіцієнт К_об є добутком двох коефіцієнтів – коефіцієнта розподілу К_р і коефіцієнта укорочення К_у.

К_об = К_рК_у

Він враховує, на скільки зменшується ЕРС /чи НС/ обмотки внаслідок розподілу обмотки фази в декількох пазах і укорочення кроку секцій обмотки, при цьому крива ЕРС чи сил, що намагнічують, наближається до синусоїди.

Визначення коефіцієнтів К_р і К_у графічним і аналітичним методами викладається в (1, §20.1; 5, § 4.3).

До п.2.4. Побудова кривої н.с. виконується на пару полюсів. При побудові кривої під схемою обмотки по вісі пазу викреслюються торцеві сторони секцій, які розташовані в пазах. Зображуються вони у вигляді кружечків кольором відповідної фази, або, як у (1, с.448, або с.449). З зірки струмів для t = 0 (i_A=I_mA) визначається величина та напрям струмів кожної фази й вказується над торцем сторони секції одношарових обмоток і верхніх секційних сторін двошарових обмоток. Для нижніх сторін секцій це вказується під торцем секції. За одиницю струму приймається амплітуда зірки струму фази А.

Вибирається масштаб струму. Крива н.с. будується інтегральним методом: н.с. змінюється по вісі пазу на повну величину струму паза й не змінюється між осями пазів, тобто має східчасту форму. При цьому позитивні величини струмів відкладаються вниз, негативні – вверх.

На кривій проводиться горизонтальна пряма лінія, яка поділяє криву на однакові верхні та нижні площі. Розраховується амплитуда першої гармонічної н.с. трифазної обмотки у відносних одиницях за слідуючи ми формулами:

F_*(1) = 0.955qK_об(1) – для одношарової обмотки,

F_*(1) = 1.91qK_об(1) – для двошарової обмотки.

На східчастої кривої н.с. викреслюється синусоїда н.с. з розрахунковою амплітудою.

Побудова кривої н.с. для t = Т/12 виконується наступне. Повертається зірка струму на кут 30˚ проти часової стрілки. Викреслюються торцеві сторони секцій, аналогічно випадку для t = 0. Визначається величина й напрямок струму в них і вказується над і под торцевими сторонами секцій. В подальшому побудова кривої н.с. виконується аналогічно випадку для моменту часу t = 0.

Для побудови кривої н.с. для t = Т/6 - повертається зірка струмів ще на кут 30˚ проти часової стрілки. Подальша побудова проводиться аналогічно попередньому. На кривих н.с., які побудовані, проводяться вісі амплітуд кривих н.с. для t = 0; t = Т/12 і t = Т/6 та вказується зсув їх в просторі в геометричних градусах α_геом. Треба мати на увазі, що

α_геом.= α_{паза(геом.)*ΔZ,}

де ΔZ – зсув між осями, в пазах

α_{паза(геом.)}= 360/Z.

Зсув між осями в електричних градусах визначається за наступною формулою

α_ел= α_геом*р,

де р – число пар полюсів.