Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Полюсное деление

(3-3)

где D - внутренний диаметр статора, см.

Скорость V можно представить в виде

(3-4)

Учитывая полученное равенство, а также соотношение между максимальным и средним значениями индукции

(для синусоиды) 5, = --бр, можно (3-1) переписать в следующем виде:

где магнитный поток * =BJ [в-сек].

Таким образом, действующее значение э. д. с. в проводнике

Электродвижущая сила витка при y = -z (рис. 3-5,в)

Е = 2Е4АЩ\. (3-6)

При y lt;Z э. д. с. витка Е будет меньше, чем 2Е, так как в этом случае сдвиг между Ё и Е будет меньше 180 deg; (рис. 3-5,г). Этот сдвиг теперь равен:

у = -1-180 deg;. (3-7)

Поэтому Е при laquo;/ lt; lt;t нужно рассчитывать по I формуле

Е = 2 sin= г cos,

где ег=:180 -у.

Следовательно, э. д. с. витка

-, = 4,4ШФ ,

amp;У = sin= sin

(3-8)

(3-9)

90 deg; (3-10)

есть коэффициент укорочения. Рн учитывает то, что при у lt;С э. д. с. проводников, образующих виток, складываются не арифметически, а геометрически: ifey lt; 1 при г/ lt; с и *у = 1 при

б) Электродвижущие силы катушки, катушечной группы и фазы обмотки. Если вместо одного витка взять катушку, состоящую из витков, то э. д. с. в катушке будет в раз больше, чем в одном витке:

к=-А=4,44МшЛ,. (3-11)

Обмотка статора обычно состоит из катушек, равномерно сдвинутых одна относительно другой по окружности статора. Стороны катушек закладываются в пазы. В паз закладывают или одну катушечную сторону, или, две катушечные стороны одну над другой. В соответствии с этим различают однослойные и двухслойные обмотки.

На рис. 3-6 представлен статор двухполюсной машины с трехфазной однослойной обмоткой. Каждая фаза здесь состоит из трех катушек, образующих катушечную группу. При вращении внутри статора электромагнита с двумя полюсами в катушечных группах будут наводиться э. д. с, сдвинутые по фазе на 120 deg;, так как оси катушечных групп сдвинуты по-окружности статора на /зт.

Общее число пазов на окружности статора обозначается через Z. На по-

люсное деление приходится Q=-2 пазов. Так как на одном полюсном делении расположены три фазные зоны, тО на каждую фазную зону приходится:

пазов;

(3-12)

q называется числом пазов на п о л ю с и ф а 3 у.

Катушечные стороны, заложенные в пазы, равномерно распределены по окружности статора (рис. 3-6). В соответствии с этим наведенные в них э. д. с. будут сдвинуты по фазе. Соседние катушечные стороны смещены на пазовое деление /с. под которым понимается расстояние между серединами соседних пазов.

Так как сдвигу на т соответствует угол 180 deg;, то сдвигу на /с будет соответствовать угол

a=:-i-180 deg;.

(3-13 gt; 73.

Если t измерять числом пазовых делений, то получим

x = Q - ~- пазовых делений. (3-14)

В этом случае имеем (t =1);

р. 360

эл. град. (3-15)

Угол а есть угол между векторами э. д. с. соседних катушечных сторон. В двухполюсной машине он соответствует центральному углу, стороны которого опираются на дугу /с (рис. 3-6); D многополюсной машине угол а в р раз больше, чем тот же центральный угол. Поэтому различают угол в геометрических градусах ( laquo;ли радианах) и угол в электрических градусах (или радианах). В общем случае один геометрический градус соответствует р эл. град. Вся окружность lt;матора соответствует, следовательно, ЗбОр эл. град (или 2рп эл. рад).

Построим векторы э. д. с. в катушечных сторонах обмотки, представленной на рис. 3-6, обозначив их соответственно номерам пазов цифрами 1. 2, 3 и т. д. При этом получим векторную диаграмму, показанную на рис. 3-7,а, где сдвиг по фазе э. д. с. катушечных сторон, лежащих в сосед-

р-360 360 deg; по них пазах, равен а=---= -g-=20 .

Эта диаграмма называется звездой пазовых э. д. с. С ее помощью мы можем найти э. д. с. фаз обмотки, как показано на рис. 3-7,6, где векторы э. д. с. взяты в уменьшенном масшта--бе по сравнению с рис. 3-7,а. Сложе-

Рис. 3-5. Трехфазная обмотка статора при 2р -

Рис 3-7. Векторные диаграммы. а - звезда [1азовы.\ э. д с; lt;5 - у. д с. фаз

ние векторов произведено в соответствии с рис. 3-6, при этом учитывалось, что э. д. с. катушек получаются в результате встречного соединения их сторон.

Звезда пазовых э. д. с. и построенная с ее помощью диаграмма э. д. с. фаз обмотки позволяют проверить, правильно ли выполнены соединения катушечных сторон и катушек обмотки. Электродвижущие силы фаз должны быть равны и сдвинуты по фазе для трехфазной обмотки на 120 deg; (рис. 3-7,6). Если соблюдены эти условия, то обмотка будет симметричной.

Обратимся к рис. 3-8,а и 6, где изображены две катушечные группы трехфазной обмотки: одна состоит из различных по ширине катушек, другая - из катушек, одинаковых по ширине. Каждая катушка второй группы имеет ширину, равную т, поэтому э. д. с. катушки здесь получается е.- результате арифметического сложения э. д. с. ее сторон. Обозначим э. д. с. катушек через кь к2, кз-Они равны по величине, но по фазе

п-360

сдвинуты на угол а= -2~ соответ-

ствии с этим построим диаграмму э. д. с. катушек группы, изображенной на рис. 3-8,6. Диаграмма представлена на рис. 3-9. Она позволяет определить ъ. д. с. Ет катушечной группы, которая в общем случае состоит из q катушек. Из диаграммы получаем:

:2/?sin

И э. д. с. катушки

E = 2Rsin~,

(3-16)

(3-17)

где радиус описанной окружности. Отношение

sin 5-

Q Sin

(3-18)

называется коэффициентом распределения. Он, следовательно, равен отношению геометрической суммы э. д. с. катушек катушечной группы к арифметической сумме тех же э. д. с. Учитывая (3-11) и (3-18), получим:

= к=4,44/ЙДш Ф . (3-19)

Точно такую же э. д. с. мы получим н для катушечной группы рис. 3-8,а. соответствующей рис. 3-6, так как в нее входят те же катушечные стороны, что и в группу рис. 3-8,6. Следовательно, обмотка рис. 3-6 в отношении получения э. д. с. может рассматриваться как обмотка с одинаковыми катушками, gt;1меющими ширину, равную т, т. е. как диаметральная.

В однослойной обмотке при 2р = 2 одну фазу срставляет одна катушечная группа; при 2р gt;2 фаза состоит из р катушечных групп, которые могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно-па-

Рис. 3-8. Катушечиые группы однослойной обмотки.

Рпс. 3-9. Определение э д. с. катушечной группы.

раллельно. Все р катушечных групп имеют одинаковое число катушек, равное q. Если на фазу взято а параллельных ветвей, то общее число последовательно соединенных витков фазы, определяющее ее э. д. с, равно:

(3-20)

э. д. с. фазы об-(3-21)

(3-22)

Следовательно, мотки

f = 4,44 г ш;Ф,

есть обмоточный коэффи-ц и е н т. Он равен, как это следует из предыдущего, отношению геометрической суммы э. д. с. последовательно соединенных проводников фазы к их арифметической сумме.

Сравнивая формулу (3-21) с формулой (2-5) [или (2-6)], по которой определяется э. д. с. в обмотке трансформатора, мы видим, что для трансформатора обмоточный коэффициент равен единице, так как э. д. с. во всех витках его обмотки совпадают по фазе.

в) Однослойные обмотки. Обмотка, представленная на рис. 3-6, не может считаться практически пригодной, так как лобовые части ее катушек не позволили бы ни вставить, ни вытащить ротор. Их нужно отогнуть.

На рис. 3-10 показана одна фаза трехфазной обмотки четырехполюсной машины с отогнутыми лобовыми частями. Она состоит из двух катушечных групп при их последовательном соединении. На рис. 3-11 приведена полная схема-развертка той же обмотки при 2р = 4 и lt;7 = 2. Такая схема получается, если мысленно разрезать