Многоскоростные обмотки с изменение числа полюсов посредством переключения ответвлений у обмо­ток.

При прохождении трехфазного тока по однослойной обмотке образуется 2р участков по 3q пазов в каждом, в которых ток имеет одинаковую величину, причем во всех четных участках ток имеет одно направление, а во всех нечетных — противоположное.

В соответствии с чередованием участков обмотки с противопо­ложными по направлению токами происходит чередование поло­жительных и отрицательных полуволн кривой м. д. е., а затем самым и полюсов магнитного поля обмотки.

Рис. 4. Присоединение двухслойной обмотки при питании ее в 3,6 и 9 точках.

То же самое можно сказать и про каждый слой двухслойной обмотки, так как ее можно рассматривать как две однослойные обмотки, смещенные между собой на ширину катушек. При диа­метральном шаге катушек направление токов в проводниках верхних и нижних сторон катушек одного паза одинаково, и фор­ма кривой м. д. с. всей обмотки будет такой же, как и кривой м. д. с. одного слоя. При сокращении шага катушек распределение тока и м. д. с. всей обмотки будет отличаться от распределения тока и м. д. с. одного слоя. Но в обоих случаях, т. е. при диа­метральном и сокращенном шагах, двухслойная обмотка создает 2р участков с током одного направления. Для того чтобы от од­ной обмотки можно было получить различное число полюсов, необходимо путем переключений получить соответствующее из­менение в числе участков обмотки, имеющих одинаковое направ­ление тока. [лит.2]

Рис. 5. Распределение тока в двухслойной обмотке: n = 3 (а), n = 6 (б), n = 9 (в).

Если такую обмотку питать в n рав­ноудаленных точках трехфазным током, то при n, кратном трем, получим обмотку, соединенную треугольником, причем при n>3 получим n/3 треугольников, включенных параллельно.

На рис. 4 показана двухслойная обмотка с диаметральным шагом якоря двухполюсной машины постоянного тока. Для упрощения обмотка дана в виде двух слоев, представляющих верх­ние и нижние стороны катушки.

При питании такой обмотки в n (n =3, n = 6, n =9 см. рис. 4, а, б, в) точках величина и направление тока на участках верхнего слоя, заключенных между одноименными точками пита­ния, например А₁В₁ А₂В₂ и т. д., будут одинаковыми.

Рис. 6. Кривая распределения тока при n = 3.

На участ­ках нижнего слоя, сдвинутых на ширину катушек от участков верхнего слоя, токи будут иметь противоположное направление. Предположим, что в рассматриваемый момент времени, токи на участках А₁В₁ А₂В₂ и т. д. имеют амплитудное значение и направ­лены от нас. [ лит.2]

Рис. 7. Кривая распределения тока при n = 6

Тогда токи на участках и т. д. и на участках и т. д. будут направлены навстречу токам первых участков и будут в два раза меньше. Направление токов на участ­ках нижнего слоя и т. д. будет противоположным направ­лению тока на участках верхнего слоя, сдвинутых от них на шири­ну катушки (рис. 6).

Рис. 8. Кривая распределения тока при n = 6

Условимся в дальнейшем считать, что число пазов равно бес­конечности, т. е. что стороны катушек лежат вплотную друг к другу. Тогда распределение тока можно условно изобразить гра­фически в виде прямоугольника, высота которого пропорциональна мгновенному значению тока. Если ток на участке течет от нас, условимся откладывать прямоугольник вверх от гори­зонтальной оси, если же ток имеет направление на нас — вниз от оси. [ лит.2]

Рис. 9. Кривая распределения тока при n = 6 укороченном шаге.

Пользуясь такими условностями, получим, что после сложение прямоугольников распределения тока верхнего (рис. 6, а, б) и нижнего (рис. 6, в) слоев на участке обмотки 1—2 (рис. 6, г) ток имеет направление от нас, а на участке 3—4 — на нас.

Рис. 10. Кривая распределения тока при n = 9.

Таким образом, обмотка при n =3 имеет кривую распределения тока, м. д. с. и поля с 2р=2.

При n = 6(рис. 6) результирующий ток об­мотки равен нулю, так как участки и т. д. при данном шаге катушек распола­гаются под одноимен­ными участками А₁В₁, В₁С₁, С_гА₂ и т. д. с про­тивоположными по на­правлению и равными по величине токами. На рисунке № 7, б показана кривая распределения тока верхнего слоя, а на рисунке № 7, в — ниж­него слоя. Складывая эти кривые, получим, что результирующий ток равен нулю. Чтобы результирующий ток не был равен нулю, нужно уменьшить или увели­чить ширину катушки. [ лит.2]

На рисунке № 8 изобра­жены кривые распреде­ления токов слоев при увеличенном, а на рис. 9 при уменьшенном шаге катушки. В том и другом случаях обмотка создает магнитное поле с 2р=4.

На рисунке № 10 таким же путем построены кривые распределения тока слоев при n=9. Кривая результирую­щего тока (рис. 10, г) показывает, что обмотка создает магнитное поле с 2р=6.

Рис. 11. Схема и соединение ответвлений петлевой обмотки постоянного тока при питании ее от трехфазной сети для 2р = 4, 6 и 8.

Таким образом, при соответствующем под­боре шага катушек мож­но от одной и той же обмотки получить различное число полюсов, которое равно 2р = 2 n /3.

В виде примера на рисунке №11, а приведена схема обмотки при Z = 36 с переключением числа полюсов для 2p=8, 6, 4. Так как, согласно предыдущему, 2р=2 n /3, при 2p=8 обмотка имеет n =3 • 4 = 12 равноудаленных выводных концов, расстояние между которыми

Обозначая выводной конец по номеру паза, в котором лежит верхняя сторона катушки, присоединяемой к выводу, получим для 2/7 =8 (рис. 11, г и д) следующие номера концов —1,4, 7,10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34.

При (рис. 11, в) выводов будет n =3 • 3=9. Расстояние между ними

Номера выводов при 2р• 6 будут: 2, 5, 9, 13, 27, 22, 25, 29, 33.

При 2р=4 (рис. 11, б) выводных концов будет n=3• 2=6. Расстояние между ними

Номера выводов при 2p=4 будут: 2, 7, 25,19, 25, 31. Сопостав­ляя номера выводов, получаем, что некоторые из них являются общими (2, 25, 25) при всех числах полюсов. Всего выводов будет 18. [ лит.2]