ПРОСТЫЕ ПЕТЛЕВЫЕ ОБМОТКИ

В простых петлевых обмотках якоря (см. рис. 3.50) результирую­щий шаг равен шагу по коллектору:

у = у_к = у₁ – у₂ = ± 1. (3.26)

Большее распространение получили обмотки с у = 1, так как при у = – 1 лобовые части секций несколько удлиняются и в них возникает дополнительное перекрещивание выводных концов (см. рис. 3.49, б). Первый частичный шаг петлевой обмотки выбирают близким к полюсному делению:

у₁ = Z_э / 2p ± e, (3.27)

где e — наименьшее число (или дробь), при котором у₁ выражен це­лым числом, кратным числу u_п. Значение е характеризует укорочение (удлинение) шага по сравнению с полюсным делением. Обмотки с укороченным шагом применяются чаще.

Рассмотрим более подробно особенности простых петлевых об­моток на примере схемы, приведенной на рис. 3.50.

На практической схеме этой обмотки (см. рис. 3.51) показано что y₁ = Z_э / 2p ±е = 42/ 4 – 1,5 = 9; у₂ = y₁ – у = 9 – 1 = 8. Шаги по пазам всех секций одинаковы: y_z = у₁ / u_п = 9/3 =3. Обмотка равносекционная. Если же выполнить первый частичный шаг у₁ = 42/4 – 0,5 = 10 (у₂ = 10 – 1 = 9), то у₁/u_п = 10/3 становится не равным целому числу. Шаги секций по пазам будут разные (рис. 3.52) и обмотка получится ступенчатой.

При простой петлевой обмотке щетки на коллекторе должны быть расположены обязательно через каждое полюсное деление. Замыкая пластины коллектора, они образуют в обмотке 2р па­раллельных ветвей (рис. 3.53). Поэтому в простой петлевой об­мотке число параллельных ветвей всегда равно числу полюсов машины: 2а = 2р.

Параллельные ветви в петлевой обмотке содержат несколько после­довательно соединенных между со­бой секций, в каждой из которых во время работы машины наводится ЭДС. При сборке машины из-за до­пусков при штамповке и шихтовке сердечника неравномерности воз­душного зазора под разными полю­сами и ряда других причин всегда

Рис. 3.53. Параллельные ветви про­стой петлевой обмотки

существует некоторая асимметрия магнитной цепи. Поэтому ЭДС, наводимые в секциях в разных параллельных ветвях, немного отли­чаются друг от друга. Сопротивления параллельных ветвей практи­чески всегда различаются между собой из-за различного качества паек мест соединений секций и пластин коллектора. По этим причи­нам токи в параллельных ветвях петлевой обмотки якоря никогда не бывают абсолютно одинаковые, так как в ветвях обмотки цирку­лируют уравнительные токи. Они замыкаются через скользящие контакты между щетками и поверхностью коллектора и перегружа­ют их, при этом коммутация машин ухудшается, появляется искре­ние под щетками, пластины подгорают и коллектор быстрее выхо­дит из строя.

Чтобы разгрузить щеточные контакты от уравнительных токов, в якорях с петлевой обмоткой устанавливают уравнительные соединения первого рода. Уравнительные сое-

Рис. 3.54. Расположение уравнительных соединений первого рода:

а, б — со стороны, противоположной коллектору; в — со стороны коллектора; 1 — сердечник якоря; 2 — лобовые части обмотки; 3 — уравнительные соединения; 4 — задний нажимной ко­нус коллектора; 5 — коллектор

динения — это изолирован­ные проводники, которые соединяют точки обмотки, имеющие тео­ретически одинаковые потенциалы. Уравнительные соединения не уменьшают уравнительные токи, а лишь направляют их по безвред­ному для работы машины пути, обеспечивая нормальную работу щеточного контакта без перегрузки, создаваемой уравнительными токами.

В простой петлевой обмотке одинаковые потенциалы должны быть у всех секций, расположенных на расстоянии двойного по­люсного деления друг от друга. Поэтому шаг уравнительных сое­динений у_ур = К/р. Наиболее удобные места для подсоединения уравнителей к секциям — это коллекторные пластины или голов­ки лобовых частей секций со стороны, противоположной коллек­тору (рис. 3.54).

На схеме рис. 3.50 условно показаны только два уравнительных соединения, выполненных с шагом, равным у_ур = К/р = 42/2 = 21 эле­ментарных пазов.

Уравнительные соединения первого рода выполняют проводни­ками с площадью поперечного сечения, равной 20...30 % сечения эф­фективного проводника обмотки. В машинах общего назначения чаще всего устанавливают по два-три уравнительных соединения на каждую пару параллельных ветвей или по одному уравнительному соединению на паз якоря, т. е. в 3 — 4 раза меньше, чем секций в об­мотке.

При установке уравнительных соединений (рис. 3.54) усложня­ется технологический процесс изготовления якоря и увеличивает­ся расход меди, поэтому петлевые обмотки применяют лишь в машинах, в которых не могут быть выполнены простые волновые обмотки [6].