Простая петлевая обмотка якоря

Получается при соединении проводов в следующем порядке: начало провода 1 —с коллекторной пластиной 1, конец провода 1 — с концом провода 5, начало провода 5 — с коллекторной пластиной 2 и началом провода 2 (через коллекторную пластину), конец провода 2 — с концом провода 6, начало провода 6—с коллекторной пластиной 3 и началом провода 3 и т. д. Начало последнего провода соединяется с коллекторной пластиной 1 и началом провода 1.

Если машина многополюсная, то вначале обходятся все провода первой пары полюсов, затем провода второй пары и т. д.; последний провод обмотки соединяется с первым проводом и первой коллекторной пластиной. Обход и соединение проводов обмотки осуществляются при этом так, что индуцированные в них ЭДС складываются.

Часть обмотки, лежащей между двумя следующими друг за другом коллекторными пластинами при обходе обмотки, называют секцией обмотки. Секция простой петлевой обмотки выделена на рис. 1.3. жирной линией. В данном случае секция одновитковая, но они могут быть также многовитковыми и намотанными не только одним проводом, но и несколькими параллельно соединенными проводами.

Секция имеет две активные стороны, переднюю и заднюю лобовые части. К каждой коллекторной пластине присоединяются начало и конец двух секций, поэтому число коллекторных пластин К всегда равно числу секций S.

Расстояние по окружности якоря, измеренное количеством проводов или числом элементарных пазов (при двухслойной обмотке), находящихся между двумя активными сторонами секции обмотки, называется первым частичным шагом обмотки У₁. Величина первого частичного шага обычно выбирается близкой к величине полюсного деления машины τ, которая представляет собой расстояние между осями двух соседних главных полюсов машины, т. е.

где D —диаметр сердечника якоря; р — число пар полюсов машины.

Если якорь имеет Z_э элементарных пазов, то полюсное деление можно также определить по формуле

Следовательно, первый частичный шаг обмотки равен

где ε — число (обычно меньше единицы), с помощью которого величина шага округляется до целого числа.

Если измерять величину первого частичного шага обмотки количеством проводов, то в нашем случае он будет равен четырем (так как первый провод соединяется с пятым).

Расстояние, на которое перемещаемся по окружности якоря при переходе от второй активной стороны предыдущей секции обмотки до первой активной стороны последующей секции, называется вторым частичным шагом обмотки У₂.

Расстояние, на которое перемещаемся по окружности якоря, переходя от активной стороны данной секции к активной стороне последующей секции по ходу обмотки, называется результирующим шагом обмотки У.

Частичные шаги обмотки связаны с результирующим шагом следующим уравнением:

у = у₁ – у₂

Число коллекторных пластин, на которые перемещаемся по коллектору при обходе одной секции, называется шагом обмотки по коллектору – У_к.

Для обмотки рис. 2.5 имеем

у = у_к = 1.

На рис. 1.4, а представлена простая петлевая обмотка якоря четырехполюсной машины постоянного тока. Обмотка выполнена двухслойной. Нижний ряд проводов (второй слой) изображен на рисунке штриховыми линиями. Обмотка состоит из 32 проводов и 16 секций. Обмотка уложена в 16 элементарных пазов. Следовательно, на каждый полюс приходится четыре паза. Первый частичный шаг обмотки равен полюсному делению, т. е. четырем пазам. Число коллекторных пластин равно 16. По осям полюсов расположены четыре щетки (число щеток обычно равно числу полюсов). Ширина щетки принята равной ширине коллекторной пластины. Нумерация проводов и коллекторных пластин начинается от первой щетки.

Рис.1.4. Простая петлевая обмотка якоря четырехполюсной машины постоянного тока: а–схема построения; б–схема электрических соединений.

Построение обмотки начинают с того, что намечается направление токов в проводах, расположенных под магнитными полюсами разной полярности. Затем производят соединение проводов лобовыми частями, образуя замкнутую обмотку, которая в данном случае имеет четыре параллельные ветви.

Одна пара щеток оказывается положительной, другая — отрицательной (направление тока выбрано для работы машины в качестве генератора).

На основании построенной схемы обмотки (рис. 1.4, а) производится вычерчивание схемы электрических соединений обмотки (рис. 1.4, б). В данный момент времени, как видно из схемы электрических соединений, секции, закороченные щетками, отсутствуют.

Из рис. 1.4 видно, что число параллельных ветвей простой петлевой обмотки всегда равно числу полюсов машины, т. е.

2а = 2р.

Это предопределяется способом построения простой двухслойной петлевой обмотки. Например, при четырехполюсной машине, обходя провода между первым и вторым полюсами, получаем первую параллельную цепь; провода между вторым и третьим полюсами дают вторую цепь, между третьим и четвертым полюсами — третью параллельную цепь, между четвертым и первым — четвертую цепь.

Поскольку соединение проводов при этом на чертеже (по поверхности якоря) осуществляется как бы петлями, данную обмотку называют петлевой. Так как эта обмотка дает возможность получить в многополюсных машинах большое количество параллельных цепей, то ее называют также параллельной.