Одношарова обмотка якоря електричної машини

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до виконання обмотки якоря електричних машин. Найбільше поширення мають так звані одношарові обмотки та двошарові. Одношарова обмотка, як правило, виконується з повним (діаметральним) кроком, що при простій технології вкладення її в пази та при ремонті не забезпечує ефективного способу боротьби з вищими гармоніками МРС поля в повітряному зазорі машини. Застосування в ряді випадків штучно вкороченого в геометричному відношенні кроку дає економію кольорового металу на виконання обмотки, але в електричному відношенні крок залишається повним і не приводить до покращення форми кривої магнітного поля в повітряному зазорі. Це приводить до збільшення втрат енергії в машинах, виникненню паразитичних моментів, що спотворюють форму кривої механічної характеристики машини. Ефективною мірою боротьби з вищими гармоніками МРС в повітряному зазорі машини є використання двошарової розподільчої обмотки з укороченим кроком. Така обмотка розміщується в пазах осердя якоря в два шари, причому верхній шар належить прямим провідникам катушок, зворотні провідники розміщуються в нижній частині пазів, що відстають від пазів прямих провідників на відстані вибраного кроку Υ по довжині кола розточки осердя якоря. Найбільшу перевагу віддають укороченню крока на 1/6 полюсного ділення г, тобто на кут укорочення β = 30° ел., що забезпечує значне ослаблення 5-ї і 7-ї гармонік поля та економію кольорового металу на виконання лобових частин обмотки. Але двошарова обмотка з вкороченим кроком технологічно складна при вкладенні її в пази, при виготовленні та ремонті машини. Відома одношарова обмотка якоря електричної машини з укороченим кроком, розміщена в пазах осердя якоря [Кучера Я., Гапл Й. Обмотки электрических вращательных машин. Издательство Академий наук. 1963, 981 с. (рис. 13.1 с. 387)]. В такій обмотці застосоване вкорочення кроку на 1/12 t. Технічним результатом винаходу є можливість виконання вкорочення кроку в широкому діапазоні в одношаровій обмотці з метою боротьби з вищими гармоніками магнітного поля. Даний технічний результат досягається тим. що в непарні числа пазів вкладаються прямі провідники секцій обмотки, а в парні - зворотні, з необхідним вкороченням β кроку /Υ/. Z t= 2p = Вкорочення кроку буде кратне непарній кількості кутів зсуву пазових ЕРС при полюсному діленні непарному числу, або парній кількості a при t = парне число, тоді як в одношаровій обмотці кут вкорочення може бути тільки в геометричному плані, а не в електричному. Проте, практично використовуються обмотки з кутом вкорочення кроку β = a, 2 a, 3a, що добре забезпечують і одношарові обмотки з вкороченим кроком. Така обмотка може бути рекомендована для виготовлення трифазних та однофазних (двофазних) обертальних електричних машин. Вона створює рівномірний замкнений контур по довжині кола розточки якоря, що дає можливість використовувати її в машинах постійного струму та Інших комутаційних електричних машинах. В цьому випадку вдвоє зменшується число колекторних пластин або напівпровідникових комутаторів. На фіг.1 зображений приклад виконання одношарової трифазної обмотки якоря машини з вкороченим кроком; на фіг.2 - приклад виконання одношарової обмотки якоря машини постійного струму з вкороченим кроком. Обмотка, зображена на фіг.1 виконана на одну пару полюсів в тридцятишести пазовому осерді якоря машини, з кроком Υ=15. Ця обмотка має дві котушечні групи по три котушки в кожній групі. Прямі провідники котушок вкладаються в непарні числа пазів, а зворотні - в парні. Вкорочення кроку β=30°. На фіг.2 зображена одношарова проста петлева обмотка на дві пари полюсів з кроком Υ=4. Прямі провідники вкладаються в непарні числа пазів, а зворотні - в парні. Вкорочення кроку β = 30°.