СЛОЖНЫЕ ОБМОТКИ ЯКОРЕЙ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

В машинах с большими номинальными токами при петлевой об­мотке якоря токи в каждой из параллельных ветвей могут превосхо­дить допустимые, т. е. быть выше 250...300 А. Для увеличения числа параллельных ветвей обмотку якоря выполняют сложной петлевой. Па рис. 3.59 показан элемент схемы одного из типов сложной об­мотки — двухходовой петлевой. Она состоит как бы из двух само­стоятельных простых петлевых обмоток (на рис. 3.59 показаны ли­ниями разной толщины). Секции одной из них расположены в нечетных элементарных пазах якоря и соединены с нечетными плас­тинами коллектора. Секции другой расположены в

Рис.3.59. Элемент сложной двухходовой петлевой об­мотки

четных элементарных пазах и соединены с четными пла­стинами коллектора. Шаг обмоток по коллектору ук = 2. Ширина щеток должна быть такой, чтобы они одновременно за­мыкали секции обеих обмоток. В каждой из отдельных простых обмоток 2а = 2р. При установке щеток на коллектор обе обмотки соединяют параллельно и общее число параллельных ветвей обмотки уд­ваивается. В общем случае, если сложная обмотка состоит из т простых, шаг по коллектору каждой из них будет равен ук = m, а общее число параллельных вет­вей после установки щеток 2а = 2рm, где m — число ходов, т. е. число простых об­моток, составляющих сложную.

Если в сложной петлевой обмотке К/m — целое число, то состав­ляющие ее простые обмотки до установки щеток на коллектор элект­рически не соединены между собой. Каждая из них замыкается сама на себя после обхода по пазам якоря. Такие сложные обмотки назы­вают m-кратнозамкнутыми. При К/m, не равном целому числу, об­мотка замыкается только 1 раз после последовательных m обходов всех пазов якоря. Такие обмотки называют однократнозамкнутыми. В сложных петлевых обмотках точки с теоретически равным по­тенциалом располагаются не только в пределах каждого хода об­мотки (в пределах каждой из простых обмоток), но и на разных хо­дах. Так, например, на элементе схемы двухходовой петлевой обмотки (рис. 3.60, а) одинаковый потенциал должен быть у точки, обозначенной на схеме буквой а, принадлежащей одной из простых

Рис. 3.60. Уравнительные соединения второго рода в двухходовых петлевых обмотках:

а — соединение точек теоретически равного потенциала на схеме обмотки;

б— расположение уравнительных соединений второго рода на якоре машины;

1— коллектор; 2— уравнительные соединения 1-го рода; 3— сердечник якоря;

4— обмотка якоря; 5 — уравнительные соединения 2-го рода

Рис. 3.61. Уравнительные соединения в сложной двухходовой

петлевой обмотке ро­тора при К/р,равном нечетному числу

обмоток, и у вывода секции второй простой обмотки, расположен­ной в пазу 3, соединенном с пластиной 3.Это объясняется равенст­вом напряжений между пластинами: U_к23 = U_к34.

Соединения точек равного потенциала, расположенных на раз­ных ходах (разных простых обмотках, образующих сложную), называют уравнительными соединениями второго рода.

В двукратнозамкнутых двухходовых петлевых обмотках при К/р, равном целому числу, точки теоретически равного потенциала располагаются с разных сторон якоря. В таких машинах уравните­льные соединения второго рода необходимо пропускать под магнитопроводом якоря вдоль вала или через втулку (рис. 3.60, б).

При К/р, равном нечетному числу, в двухходовых двукратнозам­кнутых петлевых обмотках уравнительные соединения располага­ются только с одной стороны якоря (рис. 3.61). На приведенном ри­сунке две секции, соединенные уравнительными соединениями, выделены жирными линиями.

В машинах специальных исполнений находят применение также и сложные волновые обмотки с у_к = (К ± m)/ р. В них число паралле­льных ветвей увеличивается в m раз по сравнению с простыми об­мотками, т. е. 2а = 2m. В сложных волновых обмотках, как и в слож­ных петлевых, необходима установка уравнительных соединений второго рода.

В ряде машин средней мощности для снижения токов в паралле­льных ветвях и с целью избежать необходимости установки уравни­тельных соединений применяют комбинированную, так называе­мую лягушачью обмотку.

Катушка лягушачьей обмотки состоит из секций петлевой и вол­новой обмоток, соединенных с пластинами одного коллектора. Та­ким образом, в пазах якоря размещаются как бы две самостоятель­ные обмотки — волновая и петлевая, соединенные через коллектор параллельно. Числа параллельных ветвей в обеих обмотках должны быть одинаковыми, поэтому волновая обмотка выполняется слож­ной. Обычно за базу при построении лягушачьей обмотки принима­ют простую петлевую обмотку, а волновую обмотку выполняют сложной с числом ходов m_b = р.В этом случае число параллельных ветвей волновой обмотки становится равным числу параллельных ветвей простой петлевой, т. е. 2а_в = 2а_п = 2р. Общее число паралле­льных ветвей лягушачьей обмотки становится в 2 раза больше, чем в петлевой. Достоинством такой обмотки является отсутствие необ­ходимости установки уравнительных соединений. Это объясняется тем, что секции волновой обмотки выполняют роль уравнительных соединений первого рода для петлевой обмотки, а секции петлевой обмотки — роль уравнительных соединений второго рода для слож­ной волновой [6].