Обмотка статора

Обмотки статорів машин змінного струму виготовляють розподіленими. Розподілена обмотка складається з секцій, які можуть бути одновитковими або, як правило, багатовитковими. Секції виготовляють з ізольованого мідного або алюмінієвого провода круглого або прямокутного перерізу.

Відстань між активними сторонами кожної секції називається кроком обмотки у. Якщо крок рівний полюсному поділу (у=t), то він називається повним або діаметральним. Крок може бути і прискореним, тоді від менший полюсного поділу (у<t). Частіше використовують обмотки з прискореним кроком, так як прискорення кроку покращує форму кривої МРС, наближаючи її до синусоїди, і дає деяку економію міді за рахунок скорочення лобових частин.

Обмотки статора бувають двох- і одношаровими. Двошарову обмотку виконують аналогічно обмотці якоря машини посіійного струму, тобто активні сторони секції розташовують в пазах статора в два шари. В одношарових обмотках секції розташовують в пазах статора в один шар.

Обмотки статора можуть бути одно-, двох- і трифазними. Трифазна обмотка складається з трьох однофазних обмоток, здвинутих в просторі по окружності статора відносно один від одного на 120 ел. град, тобто на 1/3 подвійного полюсного поділу.

image008

Рис.1.2.1. До поняття про електричні градуси

В асинхронних двигунах немає явно виражених полюсів. Але обмотки статора можуть бути двох-, чотирьох- і багатополюсними. Це залежить від магнітного поля, що утворюється при протіканні струму по обмотці статора. Останнє визначається довжиною кроку обмотки і схемою його з’єднання. Для пояснення розглянемо рис.1.1.7, на якому зображені два статори з однофазними обмотками: обмотка першого статора створює двохполюсне поле (2р=2); обмотка другого статора — чотирьохполюсне поле (2р=4).

.

Якщо на статорі розташована двохполюсна обмотка (рис. 1.1.7, а), то 1 неом. град відповідає 1 ел. град (одна полюсна поділка t відповідає 180 ел. град). Якщо ж на статорі розташована чотирьохполюсна обмотка (рис.1.1.7, б), то 1 геом. град відповідає 2 ел. град, так як полюсний поділ t (180 ел. град) займає чверть кола, тобто 90 геом. град. В загальному випадку 1 геом. град відповідає р ел. град (р — число пар полюсів).

На рис.1.1.7. зображені тільки ті пази статора, які зайняті однією фазою обмотки статора. В трифазній машині три фази і кожна з них займає однакове число пазів статора. На кожному полюсному поділу розташовуються пази з провідниками всіх трьох фаз. Число пазів полюсного поділу, зайнятого провідниками однієї фази, як правило, позначається через q і називається числом пазів на полюс і фазу.

q=Z/(2pm1), (1.1.1)

де Z — число пазів статора; 2р — число полюсів; m1 — число фаз.

У більшості машин число пазів на полюс і фазу більше одиниці: q>1.

На рис.1.1.8. зображені два статори з Z=12, 2р=2, m1=3: на першому з них (рис. 1.1.8,а) схематично показана трифазна обмотка (індекс «п» означає початок фази, індекс «к» — кінець); на другому (рис.1.1.8, б) показана та ж обмотка, але з відігнутими до торців статора лобовими частинами. Число пазів на полюс і фазу цієї обмотки

q=12/(2×3)=2

image009

Рис.1.1.8 Принцип виконання трифазної обмотки

image010

Рис. 1.1.9. Розвернута схема трифазної одношарової двохполосної обмотки статора.

Зображена на рис.1.1.8 обмотка являється одношаровою — її секції (котушки) розташовані в пазах статора в один шар.На рис.1.1.9 зображена розгорнута схема одношарової обмотки, а на рис.1.1.10 — схема трифазної двохшарової обмотки з укороченим кроком: у=7, q=3; 2р=2. З цих схем видно, що як одношарова, так і двошарова обмотки складаються з окремих секційних груп. В кожну фазу входить число секційних груп, рівне або кратне числу полюсів. Секційні групи можуть з’єднуватися або послідовно, або паралельно. Паралельне з’єднання, як правило, використовується в машинах низької напруги.

Одношарова обмотка у виготовленні простіша, але вона володіє рядом недоліків, основним з яких — її неможна виконати з укороченим кроком секцій, що буває необхідно для зменшення вищих гармонік МРС і ЕРС.

image007

Обмотки статора машин змінного струму, як правило, виконують з числом пазів на полюс і фазу q>1. В такій обмотці сумарна МРС Få не дорівнює арифметичній сумі МРС окремих секцій (F1, F2, …). В останньому можна переконатися, розглядаючи рис.1.1.11, на якому зображені криві МРС перших гармонік трьох секцій розподіленої обмотки статора.

Щоб враховувати вплив розподілу обмотки на величину МРС (або ЕРС), вводять коефіцієнт розподілу Ку, на який перемножують фактичне число витків секційної групи. Укорочення кроку секцій (у<t) також веде до зменшення МРС (і ЕРС). Вплив укорочення враховується коефіцієнтом укорочення Ку. Коефіцієнтом kp і ky менше одиниці. Їх добуток позначають через kW=kpky і називають обмоточним коефіцієнтом. Добуток фактичного числа витків w1 фази (або секційної групи) на обмоточний коефіцієнт kW називається ефективним числом витків

wеф=w1kw

Ефективне число витків wеф — це число витків діаметрально сконцентрованої обмотки, виконаної по типу обмотки збудження машини постійного струму, яка за своїми електромагнітними властивостями еквівалентна даній розподіленій обмотці з числом витків w1. Перемноживши w1 на kw , можна привести розподілену обмотку до сконцентрованої. Обмоточний коефіцієнт kw<1, тому wеф<w1.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье