Краткие сведения об обмотках якорей.

Обмотки якорей электрических машин электровоза выполняются двух видов:

· волновая обмотка. Форма волновой обмотки (рис.2.1) в развернутом виде напоминает волну. В простой волновой обмотке секции, расположенные ПОД различными полюсами, соединены последовательно. Поэтому эту обмотку называют ещё и последовательной (рис.2.3);

· петлевая обмотка. Форма катушки петлевой обмотки (рис.2.1) напоминает петлю. В простой петлевой обмотке секции, расположенные под каждой парой полюсов, образуют параллельные ветви, поэтому ее называют еще параллельной (2.2).

Любая из этих обмоток (рис.2.4) разделяется щётками на параллельные ветви. В волновой обмотке, независимо от числа пар полюсов, их всегда две. В петлевой обмотке их число равно числу полюсов. Число параллельных ветвей и определяет область применения обмотки.

Сравнение обмоток по току. Наибольшая величина тока, которую можно пропустить по обмотке якоря, определяется его величиной в одной параллельной ветви. Чем больше параллельных ветвей, тем меньший по величине ток протекает в каждой из них (ток обмотки делится на их число). Поскольку число параллельных ветвей больше в петлевой обмотке, она способна пропустить больший ток, чем волновая обмотка. Это видно из рисунка 2.5, на котором изображена схема параллельных ветвей в четырёх-полюсном электродвигателе при петлевой (а) и волновой (б) обмотках якоря. По обоим обмоткам пропущен ток равный 41а. По параллельным ветвям в петлевой обмотке протекает ток, равный по величине Iа, а по параллельным ветвям волновой обмотки - ток равный 21а, Т.е. ток в два раза больший по величине. Естественно эта обмотка будет нагреваться. Петлевая обмотка применяется в тяговых двигателях электровозов серии ВЛ11, (ВЛ11^М), ЧС и в генераторе преобразователя, работающих при больших тока.

Сравнение, обмоток по напряжению. Величина напряжения, приложенная к обмотке, определяется количеством секций обмотки якоря в одной параллельной ветви. При одинаковом количестве секций в обмотках обоих типов, количество секций в одной параллельной ветви в волновой обмотке больше (делится на два). Поэтому эта обмотка подключается под большее напряжение (меньше падение напряжения на каждой секции), чем петлевая, волновую обмотку применяют в двигателях вспомогательных машин, работающих при напряжении на коллекторе 3000 В.

Продолжение приложения 2.

Рис.2.1.Форма якорных обмоток при волновой (а) и петлевой (б) обмотках.

Рис.2.2.Общий вид петлевой обмотки (а) и схема соединения её секций (б).

Продолжение приложения 2.

Рис.2.3.Общий вид волновой обмотки (а) и схема соединения её секции (б).

Окончание nрuложения 2.

Особенность петлевой обмотки" Особенность петлевой обмотки заключается в том, что каждая её параллельная ветвь расположена под определенной парой главных полюсов. Из-за того что технологически нельзя изготовить все главные полюсы с одинаковой намагничивающей силой, и идеально выполнить воздушные зазоры между якорем и полюсами, в параллельных ветвях индуцируется различные по величине э.д.с. На плюсовых щётках появляется разность потенциалов, вызывающая появление в параллельных ветвях обмотки якоря уравнительных токов. Эти токи, из-за малой величины сопротивлений параллельных ветвей, имеют значительную величину. Уравнительные токи при коммутации, проходя через щетки, вызывают сильное искрение. Для отвода их от щёток применяют уравнительные соединения, которые соединяют точки обмотки якоря с одинаковым потенциалом. Допустим, что суммарная Э.Д.с. е, (рис.2.6) первой и второй параллельных ветвей больше суммарной э.д.с. третьей и четвёртой параллельных ветвей обмотки якоря. По плюсовым щёткам и по обмотке якоря будут протекать уравнительные токи Iyp, которые будут перегружать щётки этих щёткодержателей и разгружать щётки минусовых щёткодержателей (ток Iyp направлен встречно э.д.с. е₂.). При наличии уравнительного провода (на рис.2.6 он изображён пунктирной линией) уравнительный ток будет протекать по этому проводу и далее по обмотке якоря, минуя щётки.

Рис.2.2. Общий вид петлевой обмотки (а) и схема соединения её секции (б).

Прuложенuе З.