Основные типы обмоток

Обмотки переменного тока состоят из секций (рис. 3.3).

Параллельные стороны секций укладываются в пазы на внутренней поверхности статора. Для беспрепятственной укладки секций в пазы ее активные стороны приходится располагать по высоте паза в двух слоях (рис. 3.4). Обмотка, состоящая из таких секций, называется двухслойной. Лобовые части секций двухслойной обмотки также располагаются в двух слоях, что дает возможность при укладке в пазы соседних секций избежать пересечения лобовых частей.

Существуют также и однослойные обмотки, но они менее технологичны, так как выполняются из секций, имеющих разные размеры и более сложную форму лобовых частей.

Свойства обмотки зависят от того, как секции расположены в пространстве и как они соединены между собой. Все это указывается с помощью схемы обмотки. Для удобства чтения схем стороны секций, лежащих в верхней части паза, изображают сплошной линией, а в нижней - пунктирной.

По характеру соединения секций различают петлевые и волновые обмотки. В петлевых обмотках секции, лежащие в соседних пазах и принадлежащие одной фазе, соединяют последовательно (рис. 3.5, а), а в волновых обмотках последовательно соединяют секции, расположенные на расстоянии ( рис. 3.5, б).

Волновые обмотки с шагом более экономичны, так как в них отсутствуют перемычки между секциями. Это преимущество особенно ощутимо в многополюсных обмотках с малым числом витков. Однако если шаг обмотки укороченный, то предпочтение отдается петлевым обмоткам. Укорочение шага ( ), выполняемое в целью подавления высших гармоник поля и ЭДС (см. пп. 3.2 и 3.3), приводит к уменьшению расхода проводникового материала на лобовые соединения в петлевых обмотках в отличие от волновых, где такой экономии не происходит. Полное число пазов статора z, в которые укладывается обмотка, распределяется между фазами равномерно, так что на фазу в пределах одного полюсного деления приходится пазов, где m - число фаз. Число q определяет среднее число пазов на полюс и фазу и поэтому может быть как целым, так и дробным.

На рис. 3.6 представлена схема одной фазы трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими параметрами: ; ; ;

; ; .

При построении схемы обмотки все пазовое пространство разбивается на фазные зоны и т.д. по q пазов в каждой фазной зоне. Маркировка фазных зон производится согласно обозначениям активных сторон одновитковых катушек (рис. 3.2). Секции, расположенные в фазной зоне, соединяются последовательно и образуют катушечную группу. Катушечные группы каждой фазы соединяются между собой либо последовательно, либо параллельно, но так, чтобы создаваемое ими магнитное поле имело заданное число полюсов. На рис. 3.6 показано последовательное соединение катушечных групп. В этом случае число параллельных ветвей фазы . При параллельном соединении катушечных групп можно получить или .

Для обмотки с дробным числом q на полюс и фазу число пазов в фазных зонах будет различно, поэтому задача разбиения пазового пространства на фазные зоны усложняется. Для ее решения запишем число пазов q в виде

где b - целая часть q; - простая дробь.

Общее число пазов, приходящееся на одну фазу, должно быть целым,

целое число.

Отсюда следует, что целое число. Следовательно, знаменатель d определяет период повторяемости фазных зон. В пределах периода повторяемости «с» фазных зон будут иметь по « » пазов, а « » фазных зон будут иметь «b» пазов.

Рассмотрим схему обмотки с параметрами

; ; ;

; ; .

Обмотка имеет дробное число q. Период повторяемости фазных зон . Причем фазных зон будут содержать паза, а фазных зон будут содержать паз. В соответствии с этими данными схема одной фазы обмотки будет иметь вид, показанный рис. 3.7.

Соединение секций в катушечные группы и формирование фаз для обмоток с дробным q производится аналогично обмоткам с целым q (рис. 3.6). Отличие состоит лишь в том, что максимальное число параллельных ветвей обмотки с дробным q в силу несимметрии катушечных групп зависит от периода их повторяемости d,