3.Волновые обмотки машины постоянного тока
На рисунке представлены секции волновой обмотки с указанием основных шагов, (рис. 11).
Определение основных шагов: первый частичный шаг
рис. 11
При
обходе якоря, каждая секция волновой
обмотки занимает по окружности якоря
двойное полюсное деление. Если машина
имеет -
- пар полюсов, то при обходе окружности
якоря мы уложим
секций. Причем последняя секция либо
не дойдет на исходную коллекторную
пластину (на одну раньше), либо перейдет
исходную коллекторную пластину, т.е.
(в
практике используется левоходовая
обмотка со знаком минус). Откуда шаг по
коллектору
Так как отступление секций по коллектору
строго соответствует отступлению секций
по элементарным пазам, отсюда
,
.
В простой волновой обмотке число
параллельных ветвей равно
,
У
словно
простую волновую обмотку можно представить
на рис. 12. Из рисунка видно, что чем больше
число полюсов, тем выше напряжение на
якоре. Поэтому простая волновая обмотка
используется для машин малой мощности
но при повышенном напряжении. Число
установленных щеток равно числу полюсов.
рис. 12
Сложные обмотки
Сложные обмотки состоят из простых обмоток и бывают сложно-петлевые и сложно-волновые.
Сложно-волновые обмотки
Сложно-волновые обмотки состоят из простых волновых обмоток. Они могут быть однократнозамкнутые (двух ходовые) и двухкратнозамкнутыми. Основные шаги определяются:
,
,
,
где
.
Число параллельных ветвей в сложно-волновой
обмотке
.
Сложно-волновая обмотка применяется для машин средней мощности с повышенным напряжением.
На практике намотку ведут по реальному
шагу
,
где:
- число элементарных пазов,
- число реальных пазов.
Дополнительно
Симметрия обмоток
Обмотка состоит из параллельных ветвей, ветви обмотки совершенно одинаковы – симметричные. В симметричной обмотке в параллельных ветвях наводятся одинаковые ЭДС и протекают одинаковые токи, но для этого необходимо выполнить ряд условий.
Условия симметрии обмотки :
На
каждую пару параллельных ветвей (
)
должно приходиться одинаковое число
секции (
),
реальных пазов (
),
и полюсов (
).
В практике этих условий недостаточно. Приходится использовать уравнительные соединения первого рода и уравнительные соединения второго рода.
а
)
Уравнительные соединения первого рода.
Уравнительные соединения первого рода применяются для выравнивания магнитной несимметрии и используются только для петлевых обмоток.
В
рис.14
В обмотках при нормальных условиях имеются точки с одинаковыми потенциалами и если их соединить уравнителями, то тока в них не будет. При нарушении магнитной симметрии в параллельных ветвях наводятся различные ЭДС, что приводит к появлению уравнительных токов внутри обмотки. Этот уравнительный ток ликвидирует магнитную
несимметрию. По обмотке и уравнительным соединениям протекает переменный ток. Создается многофазная система, которая создает вращающееся поле. Это поле вращается с такой же скоростью что и якорь, но в противоположную сторону, т. е. оно неподвижно относительно полюсов. Это поле усиливает поток под полюсами где оно ослаблено и ослабляет поток, где поле большое. Таким образом происходит выравнивание магнитной несимметрии.
Способы выполнения уравнительных соединений первого рода
Уравнительные соединения первого рода выполняются либо со стороны коллектора, либо с противоположной стороны на изолирующих кольцах.
В
обмотке имеются точки с одинаковыми
потенциалами. Эти точки должны быть
соединены. Промежуток между
равнопотенциальными точками одинаков.
Шаг уравнительного соединения определяется
по формуле
,
где
-
число пар параллельных ветвей.
Число определяет число точек соединенных в один узел.
Рис. 15
П
ример:
То
одинаковый потенциал имеют следующие
точки.
В
примере уравнительные соединения
выполнены
со стороны коллектора. Если они выполнены с -----------
противоположной
стороны, то точки одинакового
,рис.
15
потенциала собираются на изолирующих кольцах.
Однако при большом количестве коллекторных пластин полное число уравнительных соединений не выполняется (только в специальных машинах). Обычно делают на один реальный паз один уравнитель.
Уравнители
выполняются проводом сечением
от сечения провода обмотки. Уравнительные
соединения первого рода применяются
только в петлевых обмотках, а в волновых
уравнительные соединения первого рода
не нужны, так как число пар параллельных
ветвей
(одна равнопотенциальная точка). Кроме
того, параллельные ветви волновой
обмотки последовательно проходят через
все полюса, то магнитная несимметрия
одинаково сказывается на этих параллельных
ветвях.
б) Уравнительные соединения второго рода
Уравнительные соединения второго рода применяются только для сложных обмоток: сложно-петлевых и сложно-волновых.
Уравнительные соединения второго рода служат для выравнивания неравномерного распределения потенциала вдоль коллектора.
В сложных все происходит по разному, простые обмотки лежат рядом и на коллекторе перекрываются одной щеткой. Если сопротивления между коллекторными пластинами и щеткой равны, то изменение потенциала сказывается одинаково на обеих обмотках.
О
днако
переходные сопротивления (коллектор-щетка)
простых обмоток не равны и распределения
токов в этих обмотках будут неравномерными.
А это приведет к неравномерному
распределению потенциала на коллекторе.
Для выравнивания неравномерного
потенциала на коллекторе выполняют
уравнительные соединения второго рода,
рис. 16.
Уравнительные
соединения второго рода должны соединять
коллекторные пластины простых обмоток,
имеющих при нормальных условиях
одинаковые потенциалы. Шаг уравнительного
соединения
.
Сложно-петлевые обмотки имеют уравнительные соединения первого и второго рода.
Сложно-волновые обмотки имеют только уравнительные соединения второго рода.
рис. 16
Смешанная (лягушечья) обмотка
Секции этой обмотки представляют собою комбинацию простых обмоток (петлевой и волновой), рис. 16,a. Эта обмотка применяется для машин большой мощности. В этой обмотке уравнительные соединения не нужны.
В роли уравнителя первого рода служит секция волновой обмотки, в роли уравнителя второго рода служит секция петлевой обмотки.
Рис. 16,a