Условие симметрии обмоток

Простая волновая обмотка с «мертвой» секцией.

Трудности в соблюдении равенства (6.11) или (6.13) обходят применением несимметричных обмоток. Например, при четных и можно применить обмотку с и оставить одну секцию неиспользованной, или «мертвой». У этой секции обрезаются концы и она не присоединяется к коллектору.

При обходе обмотки и подсчете шагов стороны «мертвой» секции исключается.

Искусственно замкнутая простая волновая обмотка.

Выберем на единицу больше, т.е. .

При этом, согласно выражению (6.11), можно взять

При первом обходе вокруг якоря проходим секции 1 и 9 и должны были бы прийти к пластине 17. Второй обход должен был бы включить в себя секции 17 и 8. Однако поскольку секции 17 и пластины 17 нет, то после завершения первого обхода соединяем конец секции 9 с помощью обходной перемычки непосредственно с пластиной 8 и началом секции 8. После этого ход обмотки следует по обычным правилам, но каждый второй результирующий шаг сокращается на единицу. Рассмотренные несимметричные волновые обмотки используются в машинах мощностью до нескольких десятков киловатт и работают вполне удовлетворительно.

Сложные волновые обмотки

Общие положения. Сложную волновую обмотку можно рассматривать как сочетание m простых волновых обмоток, которые включаются на параллельную работу с помощью щеток. Рассматриваемую обмотку называют также сложной последовательной обмоткой. Обмотка состоит из не связанных между собой двух простых волновых обмоток, одна из которых охватывает нечетные, а другая – четные секции и пластины.

На основании рис. 6.28 и схемы 6.29 изображены «звезда» пазовых ЭДС и векторная диаграмма ЭДС обмотки (рис. 6.30). Диаграмма состоит из двух накладывающихся друг на друга многоугольников.

Уравнительные соединения. Для равномерной нагрузки отдельных ходов сложной волновой обмотки ее нужно снабдить уравнителями второго рода. В общем случае ближайшие равнопотенциальные коллекторные пластины могут отстоять друг от друга на n=1,2,3… пар полюсных делений. При этом

, (6.17)

где n – такое целое число, при котором также является целым числом.

. (6.18)

Равнопотенциальный шаг в сложной волновой обмотке

. (6.19)

Применяются также обмотки с p=3 и a=2, для которых условие (6.17) не соблюдается. В этом случае уравнители второго рода располагаются своими концами на разных сторонах якоря и проходят между валом и сердечником якоря.

Комбинированная обмотка

Комбинированная, или лягушечья, обмотка впервые была предложена Ж. Латуром в 1910 г; она представляет сочетание петлевой и волновой обмоток, которые расположены в общих пазах, присоединяются к общему коллектору и работают параллельно. В следствии этого необходимо иметь определенные соотношения между шагами обмоток, чтобы не возникали уравнительные токи. Существует два варианта этих соотношений (рис. 6.31).

Для предотвращения возникновения уравнительных токов в схеме, приведенной на рис. 6.31, а, ЭДС в контуре абвгдежз, замкнутом через щетки и соединительную шину между ними, должна равняться нулю. Для схемы, приведенной на рис. 6.31, б, существуют следующие соотношения между шагами:

;

. (6.21)

Если выполнить на коллекторе уравнительные соединения с таким шагом, то они будут служить в качестве уравнителей первого рода для петлевой обмотки и одновременно уравнителей второго рода для петлевой и волновой обмоток. Комбинированная обмотка не нуждается в особых уравнителях, так как их роль выполняют элементы самой обмотки. Секции комбинированной обмотки часто объединяют в катушки, форма катушки показана на рис. 6.32. Из-за такой формы катушек комбинированную обмотку часто называют лягушачьей.

Условие симметрии обмоток

Чтобы обеспечить одинаковые условия работы всех ветвей, необходимо, чтобы ЭДС во всех параллельных ветвях были одинаковыми. Для этого необходимо обеспечить магнитную и электрическую симметрию машины. Формально эти требования сводятся к тому, чтобы все многоугольники ЭДС обмотки были одинаковыми.

Условия симметрии обмоток:

1. - целое число, т.е. все многоугольники ЭДС должны иметь одинаковое число сторон.

2. - целое число, каждая элементарная машина должна обладать целым числом полюсов.

3. - целое число, реальные пазы должны быть расположены под полюсами одинаково, т.е. если их приходится поровну на каждую электрическую машину.

4. - целое число, в каждом реальном пазу должно содержаться одинаковое число количества пазов элементарных.

Выбор типа обмотки