2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что представляет собой обмотка якоря двигателя постоянного тока

Секции обмоток якоря

Выше было указано, что как петлевая, так и волновая обмотки состоят из витков. Отличие одной обмотки от другой заключается в том, что витки со стороны коллектора соединяются между собой по-разному. В той и другой обмотках к каждой коллекторной пластине присоединяются два проводника, из которых один является концом предыдущего витка, а другой — началом следующего.

Так как каждый виток состоит из двух проводников и к каждой коллекторной пластине присоединяются также по два проводника, то очевидно, что число коллекторных пластин будет равно числу витков и в два раза .меньше числа проводников.

Число витков обмотки, как мы увидим ниже, определяется напряжением машины. Если число витков обмотки якоря принять равным числу коллекторных пластин, то при некотором напряжении число последних может получиться настолько большим, что коллектор трудно будет выполнить. Коллекторные пластины в

этом случае будут очень тонкими и в них трудно будет впаять проводники обмотки якоря или медные пластинки (петушки), к которым припаиваются проводники; это обстоятельство заставило бы сильно увеличить диаметр коллектора. Для получения приемлемых размеров коллектора можно искусственно уменьшить число коллекторных пластин, соединив последовательно несколько рядом лежащих витков, т. е. конец первого витка, не присоединяя его к коллектору, соединяют с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д. Начало первого витка и конец последнего присоединяют к коллектору.

На рис. 1-15 показана часть волновой обмотки, у которой между двумя коллекторными пластинами находятся три последовательно соединенных витка.

Часть обмотки, заключенную между двумя коллекторными

пластинами, встречаемыми при обходе обмотки по схеме, называют секцией. В частном случае, когда каждый виток присоединяется к коллекторным пластинам, мы получим обмотку, в которой секции состоят из одного витка, т. е. витки обмотки якоря в этом случае являются секциями.

Очевидно, что схема обмотки, т. е. порядок соединения секций, останется неизменной, будет ли секция состоять из одного витка или из нескольких. В том и другом случае секции необходимо соединять между собой таким образом, чтобы э. д. с в них складывались. В дальнейшем для большей ясности схем обмоток мы будем считать, что секция состоит из одного витка. Каждую сторону секции называют секционной стороной; если секция состоит из нескольких витков, то секционная сторона содержит столько проводников, сколько витков в секции.

Связь между числом секций и числом коллекторных пластин обмотки якоря

— число витков в секции и К— число коллекторных пластин.

Общее число витков обмотки якоря равно числу проводников ЛГ, деленному на два, ибо каждый виток состоит из двух проводников.

Число секций обмотки якоря 5 равно общему числу витков обмотки якоря, деленному на число витков в секции, т. е.

Для выполнения секций обмотки якоря необходимо знать их ширину, т. е. расстояние между проводниками обмотки якоря, соединяемыми со стороны, противоположной коллектору.

(рис. 1-13 и 1-14). Это расстояние для любой обмотки (петлевой или волновой) должно равняться или незначительно отличаться от расстояния между серединами соседних полюсов (полюсного шага). Только в этом случае э. д. с. соединяемых проводников будут складываться.

Первый шаг представляет собой ширину витка обмотки. Выполняя обмотку, мы конец данной секции соединяем с началом следующей. Это соединение в петлевой и волновой обмотках выполняется по-разному.

(рис. 1-13 и 1-14). Второй шаг определяет расстояние между проводниками (секционными сторонами), соединенными со стороны коллектора.

шагов обмотки не дает еще

полного представления о ней. Действительно, зная эти шаги, еще трудно сказать, какая будет обмотка — петлевая или волновая. Все зависит от того, в какую сторону мы будем смещаться, соединяя конец данной секции с началом следующей. Если мы сместимся назад, к началу исходной секции, то получим петлевую обмотку, если вперед, то получим волновую обмотку.

Эту неопределенность можно устранить, если задать расстояние между началами секций, встречаемыми при обходе обмотки по схеме.

Далее, для выполнения обмотки необходимо знать расстояние между коллекторными пластинами, к которым присоединены начало и конец витка.

Как было указано ранее, в настоящее время обмотки якорей машин постоянного тока выполняются в виде двухслойных обмоток. Если число секций обмотки небольшое, то число пазов берут равным числу секций. В этих случаях в каждом пазу лежат по две секционные стороны: одна — вверху паза, а другая — внизу (конечно, эти секционные стороны принадлежат разным секциям).

В тех случаях, когда число секций получается большим, число пазов уменьшают, укладывая вверху и внизу паза по нескольку секционных сторон рядом — обычно не больше пяти. Этим самым мы

заменяем одним реальным пазом несколько пазов, в которых было бы только по две секционные стороны или по два проводника.

Читать еще:  Что происходит при запуске двигателя автомобиля

На рис. 1-16, а изображены пазы с одной секционной стороной по ширине паза, а на рис. 1-16, б — с тремя сторонами. Паз, в котором по ширине лежит одна секционная сторона, называется простейшим или элементарным. Паз, показанный на рис. 1-16, б, представляет собой три элементарных паза, совмещенных в одном реальном пазу. Таким образом, элементарным пазом мы будем называть две секционные стороны, расположенные друг под другом. В тех случаях, когда секция имеет несколько витков, секционная сторона будет состоять из нескольких проводников. На рис. 1-17 показан реальный паз, состоящий из трех элементарных пазов, причем секции имеют по два витка.

Назовем расстояние между соседними элементарными пазами промежутком или интервалом; при этом не будем считаться с тем, что этот промежуток при переходе от одного реального паза к соседнему больше.

, то нужно от какого-либо проводника (или, иначе, секционной стороны) принятого за начало секции (например, проводник, лежащий вверху паза), отсчитать шесть промежутков и со стороны, противоположной коллектору, соединить его с проводником, лежащим внизу седьмого элементарного паза. Так как на каждый элементарный паз приходится по две секционные стороны, то число элементарных пазов по всей окружности равно числу секций или, согласно ранее полученному выводу, числу коллекторных пластин.

На рис. 1-16 и 1-17 показана нумерация элементарных пазов.

Следует отметить, что направление отсчета пазов, секций и коллекторных пластин принято вести по часовой стрелке, глядя со стороны коллектора.

а число пазов якоря через Z тогда число коллекторных пластин, а следовательно, и число элементарных пазов, будет

число секционных сторон, лежащих по ширине

паза в каждом слое обмотки якоря, т. е. число элементарных пазов или число коллекторных пластин, приходящихся на один реальный паз.

Указанные на рис. 1-16 и 1-17, расположения проводников в пазах являются наиболее распространенными. Однако для многих якорей применяют и другие расположения проводников в пазах. Так, для якорей низковольтных генераторов с небольшим числом проводников применяют однослойные обмотки — в каждом пазу лежит один проводник. В этом случае два рядом лежащих паза следует рассматривать как один элементарный и нумерацию проводников выполнять по рис. 1-18. В двигателях для трамваев, троллейбусов и вагонов (тяговых двигателях) якоря имеют большое число проводников. Для уменьшения ширины пазов в таких якорях применяют так называемую

вертикальную укладку секций в пазах, при которой уменьшается толщина изоляции по ширине паза. На рис. 1-19 показано расположение и нумерация секционных сторон при такой укладке. Для осуществления присоединения к коллектору проводники перегибаются или расплющиваются.

СЛОЖНЫЕ ОБМОТКИ ЯКОРЕЙ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

В машинах с большими номинальными токами при петлевой об­мотке якоря токи в каждой из параллельных ветвей могут превосхо­дить допустимые, т. е. быть выше 250. 300 А. Для увеличения числа параллельных ветвей обмотку якоря выполняют сложной петлевой. Па рис. 3.59 показан элемент схемы одного из типов сложной об­мотки — двухходовой петлевой. Она состоит как бы из двух само­стоятельных простых петлевых обмоток (на рис. 3.59 показаны ли­ниями разной толщины). Секции одной из них расположены в нечетных элементарных пазах якоря и соединены с нечетными плас­тинами коллектора. Секции другой расположены в

Рис.3.59. Элемент сложной двухходовой петлевой об­моткичетных элементарных пазах и соединены с четными пла­стинами коллектора. Шаг обмоток по коллектору ук = 2. Ширина щеток должна быть такой, чтобы они одновременно за­мыкали секции обеих обмоток. В каждой из отдельных простых обмоток 2а = 2р. При установке щеток на коллектор обе обмотки соединяют параллельно и общее число параллельных ветвей обмотки уд­ваивается. В общем случае, если сложная обмотка состоит из т простых, шаг по коллектору каждой из них будет равен ук = m, а общее число параллельных вет­вей после установки щеток 2а = 2рm, где m — число ходов, т. е. число простых об­моток, составляющих сложную.

Если в сложной петлевой обмотке К/m — целое число, то состав­ляющие ее простые обмотки до установки щеток на коллектор элект­рически не соединены между собой. Каждая из них замыкается сама на себя после обхода по пазам якоря. Такие сложные обмотки назы­вают m-кратнозамкнутыми. При К/m, не равном целому числу, об­мотка замыкается только 1 раз после последовательных m обходов всех пазов якоря. Такие обмотки называют однократнозамкнутыми. В сложных петлевых обмотках точки с теоретически равным по­тенциалом располагаются не только в пределах каждого хода об­мотки (в пределах каждой из простых обмоток), но и на разных хо­дах. Так, например, на элементе схемы двухходовой петлевой обмотки (рис. 3.60, а) одинаковый потенциал должен быть у точки, обозначенной на схеме буквой а, принадлежащей одной из простых

Рис. 3.60. Уравнительные соединения второго рода в двухходовых петлевых обмотках:

а — соединение точек теоретически равного потенциала на схеме обмотки;

Читать еще:  916 что за двигатель

б— расположение уравнительных соединений второго рода на якоре машины;

1— коллектор; 2— уравнительные соединения 1-го рода; 3— сердечник якоря;

4— обмотка якоря; 5 — уравнительные соединения 2-го рода

Рис. 3.61. Уравнительные соединения в сложной двухходовой

петлевой обмотке ро­тора при К/р,равном нечетному числу

обмоток, и у вывода секции второй простой обмотки, расположен­ной в пазу 3, соединенном с пластиной 3.Это объясняется равенст­вом напряжений между пластинами: Uк23 = Uк34.

Соединения точек равного потенциала, расположенных на раз­ных ходах (разных простых обмотках, образующих сложную), называют уравнительными соединениями второго рода.

В двукратнозамкнутых двухходовых петлевых обмотках при К/р, равном целому числу, точки теоретически равного потенциала располагаются с разных сторон якоря. В таких машинах уравните­льные соединения второго рода необходимо пропускать под магнитопроводом якоря вдоль вала или через втулку (рис. 3.60, б).

При К/р, равном нечетному числу, в двухходовых двукратнозам­кнутых петлевых обмотках уравнительные соединения располага­ются только с одной стороны якоря (рис. 3.61). На приведенном ри­сунке две секции, соединенные уравнительными соединениями, выделены жирными линиями.

В машинах специальных исполнений находят применение также и сложные волновые обмотки с ук = (К ± m)/ р. В них число паралле­льных ветвей увеличивается в m раз по сравнению с простыми об­мотками, т. е. 2а = 2m. В сложных волновых обмотках, как и в слож­ных петлевых, необходима установка уравнительных соединений второго рода.

В ряде машин средней мощности для снижения токов в паралле­льных ветвях и с целью избежать необходимости установки уравни­тельных соединений применяют комбинированную, так называе­мую лягушачью обмотку.

Катушка лягушачьей обмотки состоит из секций петлевой и вол­новой обмоток, соединенных с пластинами одного коллектора. Та­ким образом, в пазах якоря размещаются как бы две самостоятель­ные обмотки — волновая и петлевая, соединенные через коллектор параллельно. Числа параллельных ветвей в обеих обмотках должны быть одинаковыми, поэтому волновая обмотка выполняется слож­ной. Обычно за базу при построении лягушачьей обмотки принима­ют простую петлевую обмотку, а волновую обмотку выполняют сложной с числом ходов mb = р.В этом случае число параллельных ветвей волновой обмотки становится равным числу параллельных ветвей простой петлевой, т. е. 2ав = 2ап = 2р. Общее число паралле­льных ветвей лягушачьей обмотки становится в 2 раза больше, чем в петлевой. Достоинством такой обмотки является отсутствие необ­ходимости установки уравнительных соединений. Это объясняется тем, что секции волновой обмотки выполняют роль уравнительных соединений первого рода для петлевой обмотки, а секции петлевой обмотки — роль уравнительных соединений второго рода для слож­ной волновой [6].

Дата добавления: 2016-11-04 ; просмотров: 2554 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обмотка — якорь — машина — постоянный ток

В отличие от обмоток якоря машин постоянного тока обмотки статоров машин переменного тока являются незамкнутыми. В трехфазных машинах они состоят из трех отдельных частей ( фаз), которые с помощью дополнительных проводов соединяются между собой звездой или треугольником. [46]

По схеме соединения проводников обмотки якоря машин постоянного тока разделяются на простые петлевые, простые волновые, сложные петлевые, сложные волновые и лягушачьи. Свое название петлевые и волновые обмотки получили по форме, которую они образуют при последовательном соединении секций; первые имеют форму петель, вторые — форму волн. [47]

Чему равен коэффициент кратности обмотки якоря машины постоянного тока . [48]

Для проверки правильности выполнения обмотки якоря машины постоянного тока зажимы аппарата соединяют с электродами, прижатыми к пластинам коллектора. [50]

Испытательные напряжения междувит-ковой изоляции обмоток якорей машин постоянного тока не зависят от номинального напряжения и определяются из расчета среднего напряжения между соседними коллекторными пластинами, которое не должно превышать 24 В. Для электромашинных возбудителей, рассчитанных на фокусировку возбуждения, при которой напряжение может превышать 130 % номинального, испытание проводят при предельном напряжении фор-сировки, но время испытаний сокращается до 1 мин. [51]

Сложность технологии изготовления катушек обмотки якоря машин постоянного тока определяется тем, что пазы якоря выполняются крайне тесными и требуют высокой точности изготовления пазовой части катушек якоря с допусками 0 1 — 0 2 мм. Кроме того, для удержания обмотки на якоре на нее в нескольких местах наматываются бандажи из стальной проволоки. [52]

Вторая изолировка шаблонных катушек обмотки якоря машин постоянного тока из круглого и прямоугольного обмоточных проводов по своему технологическому процессу мало чем отличается. [54]

На рис. 52 изображен чертеж катушки обмотки якоря машины постоянного тока . Катушка состоит из пяти секций, как показывает число выводных концов. На чертеже показаны четыре изображения катушки: в середине чертежа — вид на катушку сверху, на правом изображении — вид на торец катушки со стороны коллектора, на левом — вид со стороны привода и вверху — продольный разрез якоря с уложенной на нем обмоткой. [55]

На рис. 5.1 представлена торцовая схема обмотки якоря машины постоянного тока . К какому типу относится обмотка, сколько в ней параллельных ветвей. [56]

Читать еще:  Что такое синхронный двигатель определение

На рис. 5.4 представлена развернутая схема обмотки якоря машины постоянного тока . [57]

Чем, отличается процесс намотки на шаблон катушки обмотки якоря машины постоянного тока от намотки катушек обмотки статора. [58]

Как было указано ранее, в настоящее время обмотки якорей машин постоянного тока выполняются в виде двухслойных обмоток. Если число секций обмотки небольшое, то число пазов берут равным числу секций. [59]

Почему, в отличие от синхронной машины, обмотку якоря машины постоянного тока располагают на роторе, а магнитные полюса — на статоре. [60]

Что представляет собой обмотка якоря двигателя постоянного тока

В последнее время в некоторых системах автоматического регулирования получили широкое распространение малоинерционные электродвигатели постоянного тока с печатной обмоткой якоря.

Рис. II.42. Электродвигатель постоянного тока с печатной обмоткой якоря: 1 — диск якоря; 2, 8 — кольца из ферромагнитного материала; 3 — втулка; 4 — печатная обмотка якоря; 5 — щеткодержатель; 6 — постоянные магниты; 7 — полюсные наконечники; 9 — вал

Они используются, например, в устройствах ввода — вывода вычислительных машин, дисковых устройствах памяти, в приводах различных лентопротяжных механизмов. Якорь этих электродвигателей имеет форму диска, на торцовые поверхности которого печатным способом нанесена обмотка якоря. Электродвигатели с печатной обмоткой мощностью до 200 Вт не имеют специального коллектора. На рис. II.42 показана конструкция электродвигателя с печатной обмоткой якоря. В магнитном поле постоянного магнита с торцовыми наконечниками 7 вращается тонкий диск 1 из изоляционного материала. На обе плоскости этого диска нанесена печатным способом однослойная простая обмотка постоянного тока (рис. II.43). Соединение обеих сторон печатной обмотки производится при помощи специальных «гальванических» заклепок.

Рис. II.43. Дисковый якорь с печатной обмоткой: 1 — печатные проводники обмотки; 2 — участки печатного монтажа, соответствующие месту установки щеток; 3 — заклепки

Профиль лобовых частей эффективных проводников обычно выполняется по эвольвенте, что позволяет обеспечить по всей части одинаковую плотность тока.

Кольца из ферромагнитного материала выполняют те же функции, что и сердечник якоря в электродвигателях обычной конструкции, т. е. являются элементами магнитной системы, через которые замыкается основной магнитный поток. Так как секции печатной обмотки одновитковые, а количество секций ограничено размерами диска, то электродвигатели с печатной обмоткой выполняют обычно на низкое напряжение сети.

Для увеличения мощности электродвигателя в некоторых конструкциях применяют многодисковое исполнение ротора. В этом случае электродвигатель представляет собой совокупность нескольких машин с печатной обмоткой ротора, собранных в одной магнитной системе. Мощность таких электродвигателей может достигать 20 кВт.

Электромеханическая постоянная времени электродвигателя постоянного тока с якорным управлением при одинаковых напряжениях управления и возбуждения может быть вычислена по формуле [9]

где Т — электромеханическая постоянная времени, с;

— момент инерции якоря, ;

— частота вращения холостого хода, об/мин;

— пусковой момент, .

Для обеспечения минимальной величины электромеханической постоянной времени электродвигателя с печатной обмоткой диаметр диска должен быть минимальным. Вместе с этим на диске должно размещаться достаточное число проводников обмотки, обеспечивающее требуемые номинальные данные. В связи с этим для получения минимальных размеров диска якоря следует среднюю индукцию в воздушном зазоре выбирать возможно большей [2]:

где — средняя индукция в воздушном зазоре,

Ф — полезный поток полюса в воздушном зазоре,

полюсный шаг по среднему диаметру активной части диска, см;

— средний диаметр активной части диска, см;

— число пар полюсов машины;

— размер полюса по радиусу диска, соответствующий активной длине проводника якоря.

с. дискового якоря с печатной обмоткой можно определить по известной формуле для э. д. с. барабанного якоря [6]:

где — общее число проводников на двух сторонах диска.

Максимально возможное число проводников, размещаемое на одной стороне диска, можно определить из следующего соотношения:

где — наименьший диаметр окружности центров гальванических заклепок внутренней лобовой части обмотки, мм; — шаг между осями соседних гальванических заклепок.

Практически электромеханическая постоянная времени электродвигателей постоянного тока с печатной обмоткой якоря в 3—5 и более раз меньше электромеханической постоянной времени двухфазного асинхронного электродвигателя с полым ротором той же мощности.

Для электродвигателей мощностью с номинальной частотой вращения 3000 об/мин величина электромеханической постоянной времени находится в диапазоне 0,01-0,023 с [15].

Помимо высокого быстродействия отличительной особенностью электродвигателей с печатной обмоткой ротора является коммутация, практически не сопровождающаяся искрением. Это объясняется тем, что обмотка якоря обладает незначительной индуктивностью. Поэтому реактивная э. д. с., наводимая в коммутирующих секциях, незначительна по величине.

К недостаткам электродвигателя с печатной обмоткой ротора следует отнести более низкий к. п. д. и ограниченную долговечность вследствие износа контактирующей поверхности проводников обмотки якоря.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector