ИДЗ / ИДЗ 2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа энергетики

Отделение: «Электроэнергетика и электротехника»

Направление: «Электроэнергетика и электротехника 13.03.02»

ООП: «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

ИДЗ №2

«Построение схем обмоток машин переменного тока»

Вариант №16

по дисциплине:

Электрические машины

Выполнил:
студент группы
Проверил:
Преподаватель:

Томск – 2025 г

В качестве исходных данных для построения обмотки статора используем следующие данные: число пазов статора ; число полюсов обмотки ; число параллельных ветвей ; число фаз (табл. 1)

Таблица 1

Исходные данные задачи

Вариант	Число полюсов	Число пазов	Число фаз	Тип обмотки	Число параллельных ветвей
16	6	54	3	Однослойная шаблонная	1
	4	36	3	Двухслойная с полным шагом	2

Однослойная шаблонная

1. Определим число пазов на полюс и фазу:

2. Определим шаг обмотки , равный расстоянию между активными сторонами одной и той же секции:

3. Определим угол сдвига между векторами ЭДС, наведённых в проводниках, лежащих в соседних пазах:

4. Построим звезду ЭДС (рис. 1).

Число лучей находим по выражению:

Рисунок 1 – Звезда ЭДС.

5. Начертим схематически пазы статора с активными сторонами катушек (рис. 2).

Рисунок 2 – Пазы статора с активными сторонами катушек.

Ширина катушки равна полюсному делению

6. Определим полюсное деление, выраженное в зубцовых делениях и разграничим зоны действия полюсов, расставив геометрические нейтрали по развёртке статора.

7. Произведём разбиение пазов по фазным зонам.

В итоге получим схематическое изображение фазных зон (рис. 3).

Рисунок 3 – Схематическое изображение фазных зон.

8. Проставим направление токов в фазах обмоток (рис.4).

Рисунок 4 – Направление токов в фазах обмоток.

9. Для того чтобы получить обмотку фазы с «а» параллельными ветвями, разобьём катушечные группы, принадлежащие этой обмотке фазы, на «а» равных частей (рис. 5).

Рисунок 5 – Обмотка фазы с 1 параллельной ветвью.

Двухслойная с полным шагом

1. Определим число пазов на полюс и фазу:

2. Определим шаг обмотки , равный расстоянию между активными сторонами одной и той же секции:

3. Определим угол сдвига между векторами ЭДС, наведённых в проводниках, лежащих в соседних пазах:

4. Построим звезду ЭДС (рис. 6).

Число лучей находим по выражению:

Рисунок 6 – Звезда ЭДС.

5. Начертим схематически пазы статора с активными сторонами катушек (рис. 7).

Рисунок 7 – Пазы статора с активными сторонами катушек.

6. Определим полюсное деление, выраженное в зубцовых делениях и разграничим зоны действия полюсов, расставив геометрические нейтрали по развёртке статора.

7. Произведём разбиение пазов по фазным зонам.

В итоге получим схематическое изображение фазных зон (рис. 8).

Рисунок 8 – Схематическое изображение фазных зон.

8. Проставим направление токов в фазах обмоток (рис. 9).

Рисунок 9 – Направление токов в фазах обмоток.

9. Для того чтобы получить обмотку фазы с «а» параллельными ветвями, разобьём катушечные группы, принадлежащие этой обмотке фазы, на «а» равных частей (рис. 10).

Рисунок 10 – Обмотка фазы с 2 параллельной ветвью.

Вывод: в ходе работы были рассчитаны и построены схемы обмотки машины переменного тока. Т.к. разбивка катушечных групп по параллельным ветвям была выполнена так, чтобы активные и реактивные сопротивления ветвей были равны, а их ЭДС в любой момент времени были одинаковыми и совпадали по фазе, ток в параллельных ветвях распределяется поровну. Такие однослойные обмотки можно применять в асинхронных двигателях небольшой мощности до 10-15 кВт.

Двухслойные обмотки применяют для двигателей мощностью свыше 100 кВт с жесткими катушками, которые укладывают вручную.

Использованная литература:

1. Беспалов, Виктор Яковлевич. Электрические машины : учебник в электронном формате [Электронный ресурс] / В. Я. Беспалов, Н. Ф. Котеленец. — 4-е изд., перераб. и доп.. — Мультимедиа ресурсы (10 директорий; 100 файлов; 740MB). — Москва: Академия, 2013

2. Копылов, Игорь Петрович. Электрические машины : учебное пособие / И. П. Копылов. — Москва: Энергоатомиздат, 1986. — 360 с.