2.2. Трехфазные обмотки машин переменного тока

Обмотки машин переменного тока подразделяются на однослойные, двухслойные, одно-двухслойные. В однослойных обмотках в каждом пазу магнитопровода находится только одна активная сторона катушки. В двухслойных - в каждом пазу магнитопровода находятся две активных стороны разных катушек, в два слоя, в этих обмотках каждая катушка одной активной стороной лежит в верхнем, а другой активной стороной – в нижнем слое разных пазов.

Широкое применение двухслойных обмоток обусловлено их преимуществами:

1. Возможностью выполнения обмотки с укороченным шагом и дробным числом пазов на полюс и фазу;

2. Одинаковыми размерами и формами катушек обмотки;

3. Относительно простой формой лобовых частей катушек обмотки.

Достоинством однослойных обмоток следует считать меньший расход изоляционных материалов и техногичность укладки обмотки (возможность механизации и автоматизации). Элементом любой обмотки переменного тока является катушка, которая состоит из двух активных сторон и лобовых частей. Активные стороны катушек обмотки укладываются в пазах магнитопровода, лобовые части соединяют активные стороны катушек и располагаются вне магнитопровода. Расстояние между активными сторонами катушки называется шагом обмотки y. Шаг обмотки может быть полным (диаметральным) или укороченным, но всегда равен целому числу пазовых делений.

Для построения развернутой схемы любой обмотки, при известном числе пазов Z и числе полюсов 2p, необходимо рассчитать:

1. Шаг обмотки y;

2. Число пазов на полюс и фазу

3. Угол сдвига фаз ЭДС соседних пазов , выраженный в эл. град.

1. Расчет шага обмотки

Шаг обмотки рассчитывается по формуле

где - относительный шаг обмотки; - полный шаг, выраженный в пазовых делениях, равен полюсному делению.

Значение в двухслойных обмотках выбирается исходя из возможности уменьшения высших гармоник поля (пятой, седьмой). Обычно относительный шаг обмотки принимают .

В однослойных обмотках относительный шаг равен единице, они эквивалентны обмотке с полным шагом.

2. Расчет числа пазов на полюс и фазу q (число катушек в катушечной группе)

Число пазов на полюс и фазу равно

где - число фаз.

Для однослойных обмоток всегда целое число, для двухслойных обмоток может быть и дробным.

3. Расчет угла сдвига фаз эдс

Угол сдвига фаз ЭДС соседних пазов, выраженный в эл. град., равен

В зависимости от мощности электрической машины максимальное число параллельных ветвей двухслойной обмотки равно однослойной - так как определяется числом катушечных групп в фазе.

При построении развернутых схем трехфазных обмоток очень часто пользуются звездой пазовых ЭДС, которая представляет собой систему векторов ЭДС, сдвинутых друг относительно друга на угол