Вопросы и задания

1. Поясните схемы укладки в пазы однослойной простой и распределенной обмоток статора АД.

2. Поясните схемы укладки в пазы концентрической и шаблонной обмоток. Назовите их достоинства и недостатки.

2.4 Двухслойные петлевые обмотки

статора АД с укороченным шагом

Двухслойные укороченные обмотки широко используются при изготовлении АД любой мощности и частоты вращения. Их преимущества заключаются в следующем:

1) экономия обмоточной меди за счет укорочения длины лобовых частей;

2) облегчение укладки секций в пазы, особенно у малополюсных машин (быстроходных АД);

3) получение близких к синусоиде кривых магнитного потока и э.д.с. обмотки.

В дополнение к основным параметрам исполнения обмоток статора, перечисленным в лекции 2.3, для двухслойных катушек добавляют величину укорочения секции в пазах εи ширинуукатушки в пазах, причемτ=у+ε. Оптимальное значение шириныукатушки принимают равныму_опт=(0,8...0,86)τ.

На рис.2.9,а приведена схема укладки с паза 1по паз21двухслойной обмотки фазыАс укороченным наε=3паза шагом. На один полюс, в соответствии с формулой (2.10) при общем количестве пазовz=72и числе пар полюсовр_П=2приходитсяτ=18пазов. На одну сторону фазной катушки в соответствии с формулой (2.11) приходится6пазов. Ширинаукатушки в пазах (расстояние между сторонами секции) составляету=τ-ε=18-3=15.

В соответствии с величиной у=15левая сторона1-йсекции катушки фазыАрасполагается в1-омпазу, а правая сторона – в1+15=16-омпазу. Левая сторона последней6-йсекции располагается в6-омпазу, а правая сторона – в6+15=21-омпазу.

Катушка фазы Всдвинута в пазах относительно катушки фазыАнапазов, и первая секция катушки фазыВукладывается в1+12=13-йпаз. Аналогичным расчетом устанавливаем, что катушка фазыСначинается с25-гопаза.

На рис.2.9,б приведены графики идеальных по форме полей Ф_А(х),Ф_В(х) иФ_С(х) фазных обмоток. На линейной развертке внутреннего круга статора помещается две волны синусоиды.

На рис.2.9,а приведена схема укладки с паза 37по паз60однослойной обмотки фазыА. Видна разница в исполнении одно- и двухслойных обмоток статора.

На рис.2.10,в приведена схема укладки по пазам обмотки фазы Ав два слоя. Эта обмотка при показанных направлениях тока в ней создаст направленное вверх поле, которое является северным полюсом. Левые стороны секций катушек уложены на дно паза (в первый слой), начиная с1-го, а правые стороны – во второй, верхний слой паза, начиная с16-го. Между проводниками двух слоев располагается изоляционная прокладка. Также проложены прокладки по всему периметру паза. Паз, заполненных в два слоя, закрывается клинообразной распоркой. Катушка фазыА, создающая южный полюс, укладывается с1+τ=1+18=19-гопаза в первый слой. Далее следуют еще пять секций катушки до24-гопаза. Катушки северного и южного полюсов фазаАперекрываются в тех пазах (ε=3), располагаясь в двух слоях.

По всем секциям катушки фазы А, соединенных между собой последовательно, протекает один и тот же ток. Строим графики магнитных полей контуров, обращенных как к северному, так и к южному полюсу. Контур, образованный сторонами, уложенными в пазы6и16, с единичным током в нем, создает поле интенсивностью+1(рис.2.10,б). С той же интенсивностью+1создают поле контура, уложенные в пары пазов5-17и4-18. В пару пазов3-19уложены две стороны секций, поэтому ими создается поле интенсивностью+2. Аналогично строится картина полей для южного полюса (рис.2.10,г).

Результаты суммирования полей контуров, обращенных вверх (рис.2.10,а) и вниз (рис.2.10,г) дают суммарное поле (рис.2.10,д) катушки фазы Авдоль развертки круга статора. По числовым значениям (рис.2.10,д) построен график магнитного поля катушки фазыАстатора (рис.2.10,е). Видно, что этот график по форме близок к синусоиде и, в частности, в нем присутствуют особенности синусоидального графика:

- при переходе синусоиды через ноль ее наклон максимальный (скачки графика поля составляют две единицы);

- в районе максимума синусоиды ее значение практически не меняется (отсутствуют скачки графика поля).

Таким образом, двухслойной обмоткой с укороченным шагом можно создавать поле обмоток практически идеальной формы.

На рис.2.11 приведен вид сверху на схемы укладки по пазам всей катушки обмотки фазы А, содержащей4полюса (р_П=2, а число полюсов2р_П=4). Стороны секций, расположенные в верхнем ряду, показаны сплошными линиями, а в нижнем – пунктирными. Полюсные секции катушек могут соединяться как последовательно (рис.2.11,а), так и последовательно-параллельно (смешанно) (рис.2.11,б), гдеа– число параллельных ветвей,НиК– начала и концы секций. Отдельные полюсные катушки соединяются между собой так, чтобы у смежных (соседних) катушек обходы их по направлению протекания тока были бы встречными (по часовой и против часовой стрелки). Такое соединение гарантирует то, что соседние полюса катушек будут противоположными с чередованиемN – S – N – S -. Именно по этой причине конецК1первой полюсной катушки соединен с концомК2второй полюсной катушки.