На развернутой схеме размечаем полюсы. В проводниках под полюсами указываем направление индуктируемых в них ЭДС. Направления ЭДС определяют, задаваясь направлением вращения якоря и считая, что полюсы находятся над обмоткой. Важным моментом здесь является расстановка щеток. Щетки на коллекторе располагаются на равном расстоянии по осям полюсов, как и в реальной машине. При этом щетки через коллекторные пластины соединяются с секциями обмотки, активные стороны которых находятся в межполюсных промежутках на линии "геометрической нейтрали". При сдвиге щеток с нейтрали ухудшаются характеристики машины, под щетками возникает сильное искрение, приводящее к разрушению щеток и оплавлению коллектора. Число щеток всегда равно числу полюсов. Ширина щетки для простых обмоток должна быть не менее ширины коллекторной пластины, b_щ ≥ b_k. В многополюсных машинах щетки одинаковой полярности соединяются между собой сборными шинами или проводниками. Полярность щеток определяется по направлению ЭДС в активных сторонах секции. Если ЭДС стороны секции, прим

Рисунок 1.17 - Образование

Параллельных ветвей обмотки якоря

ыкающей к щетке, направлена к ней, то щетка имеет положительную полярность (+), если от нее – отрицательную (–). При рассмотрении простой петлевой обмотки видно, что она состоит из двух частей, с последовательным соединением секций, расположенных между щетками разной полярности, называемых параллельными ветвями обмотки. В одну ветвь входят секции, начальные стороны которых находятся под северным полюсом, а в другую - под южным (рисунок 1.17). Следовательно, в простой петлевой обмотке столько параллельных ветвей, сколько полюсов

2а = 2р,

где 2 – число пар параллельных ветвей.

ЭДС секций в параллельной ветви складываются. Между щетками в разные моменты времени находятся различные секции, т.к. обмотка с коллектором при вращении непрерывно перемещается относительно щеток. Секции переходят из одной параллельной ветви в другую, поэтому общее число секций в параллельных ветвях и положение их в магнитном поле практически не меняется. Сумма ЭДС секций в параллельной ветви не меняется по величине и, следовательно, на щетках ЭДС неизменна.

Для большей наглядности обмотку якоря представляют в виде электрической схемы (рисунок 1.18), которая выполняется на основании развернутой схемы.

Д

Рисунок 1.18 – Электрическая схема простой петлевой обмотки

ля изображения электрической схемы берут щетки и имеющие с ними контакт коллекторные пластины. Затем делают обход секций обмоток, начиная с первой, и изображают их в виде отдельных витков, над которыми показывают направления индуктируемых ЭДС. Из электрической схемы видно, что обмотка (в нашем случае) состоит из 2–х параллельных ветвей (2а=2р=2) по 5 секций в каждой. ЭДС секций в пределах каждой параллельной ветви складывается, ЭДС на зажимах машины равна ЭДС одной параллельной ветви (Е = Е_а). Ток нагрузки I_а равен сумме токов параллельных ветвей ( i_a).

. (1.7)

Секции 1 и 7 в рассматриваемый момент замкнуты через щетку накоротко и в создании ЭДС параллельных ветвей не участвуют. Это так называемые коммутируемые секции.

1.3.3. Сложная петлевая обмотка

Сложная петлевая обмотка состоит из m простых обмоток, расположенных в пазах якоря, одна в промежутках между другими. Для этого при образовании каждой петли обмотки необходимо оставлять место для других простых обмоток, т.е. шаг y₂ должен отличаться на m от шага секции y₁

у₂ = у₁ ± m,

а шаг по коллектору и результирующий шаг должны быть равны

у_k = у = ± m.

Следовательно, при образовании первой секции между коллекторными пластинами, к которым присоединяются концы секции, не-обходимо оставлять m - 1 коллекторных пластин для других простых обмоток. На рисунке 1.19 показано образование сложной петлевой обмотки при m=2.

Сложная петлевая обмотка может быть однократно и многократно замкнутой. Чтобы все простые обмотки, составлящие сложную, были рабочими, ширина щетки принимается такой, чтобы она перекрывала не менее m коллекторных пластин. По отношению к внешней сети простые обмотки оказываются соединенными параллельно, поэтому сложная обмотка будет иметь число параллельных ветвей в m раз больше

Рисунок 1.19 –

Образование сложной петлевой обмотки

2а = 2р·m.

Расчет и построение схем сложных петлевых обмоток производится аналогично простым с учетом указанных особенностей.

1.3.4. Простая волновая обмотка

В простой волновой обмотке последовательно соединяются секции, находящиеся под разными парами полюсов, при этом расстояние между коллекторными пластинами, к которым присоединяются концы секции (рисунок 1.20), примерно равно двойному полюсному делению, т.е. за один обход по якорю укладывается столько секций, сколько пар полюсов имеет машина. При этом конец последней по обходу секции присоединяют к коллекторной пластине, расположенной рядом с исходной слева или справа. В зависимости от этого обмотку называют левоходовой или правоходовой. Обычно применяют левоходовую обмотку.

За один обход перемещаются по коллектору на p·y_к коллекторных делений. Следовательно,

( – ) – для левоходовой обмотки; ( + ) – для правоходовой обмотки.

Отсюда определяется шаг обмотки по коллектору

.

Продолжая в том же порядке укладывать секции, мы замкнем обмотку на исходной коллекторной пластине. Исходя из принципа соответствия ход обмотки по якорю и коллектору и результирующий шаг равны , а первый частичный шаг определяется по известной формуле

.

Рисунок 1.20 - Построение простой волновой обмотки

Из рисунка 1.20 видно, что второй частичный шаг равен .

На рисунках 1.21 и 1.22 представлены развернутая и электрическая схема простой волновой обмотки с данными 2р=4, S=z_э=К=13; W_s=1; u_s=1; y₁=3; у₂=3, у=у_к=6.