Глава 3 Конструкция и схемы обмоток электрических машин (967518), страница 9
Текст из файла (страница 9)
разработанных после 1.01.1987 г. (ГОСТ 26772—85)
Наименование и схема соединения обмотки | Число выводов | Наименование фазы или вывода | Обозначение выводов | |
начало | конец | |||
Обмотка статора: | ||||
открытая схема | 6 | Первая фаза | UI | U2 |
Вторая фаза | V1 | V2 | ||
Третья фаза | Wl | W2 | ||
соединение в звезду | З или 4 | Первая фаза | U | |
Вторая фаза | V | |||
Третья фаза | W | |||
Точка звезды | N | |||
соединение в треугольник | 3 | Первый вывод | U | |
Второй вывод | V | |||
Третий вывод | W | |||
секционированная обмотка | 12 | Первая фаза | U1 | U2 |
Выводы от первой фазы | U3 | U4 | ||
Вторая фаза | VI | V2 | ||
Выводы от второй фазы | V3 | V4 | ||
Третья фаза | WI | W2 | ||
Выводы от третьей фазы | W3 | W4 | ||
расщепленные обмотки, предназначенные для последовательного или параллельного включения | - | Первая фаза | U1 | U2 |
U5 | U6 | |||
Вторая фаза | VI | V2 | ||
V5 | V6 | |||
Третья фаза | W1 | W2 | ||
W5 | W6 | |||
раздельные обмотки, предназначенные для последовательного или параллельного включения | _ | Первая фаза | 1U1 | 1U2 |
2U1 | 2U2 | |||
Вторая фаза | 1V1 | 1V2 | ||
2VI | 2V2 | |||
Третья фаза | IW1 | IW2 | ||
2WI | 2W2 | |||
Обмотка фазного ротора асинхронного двигателя: | ||||
открытая схема | 6 | Первая фаза | KI | K2 |
Вторая фаза | L1 | L2 | ||
Третья фаза | Ml | M2 | ||
соединение в звезду | З или 4 | Первая фаза | К | |
Вторая фаза | L | |||
Третья фаза | М | |||
Точка звезды | Q | |||
соединение в треугольник | 3 | Первый вывод | K | |
Второй вывод | L | |||
Третий вывод | М | |||
Обмотка возбуждения синхронных машин | 2 | - | F1 | F2 |
Цветовые обозначения выводов обмоток для машин, в которых буквенно-цифровые обозначения затруднены, сохраняют такими же, как и при прежней системе обозначений (см. табл. 3.14).
Обозначения должны наноситься на начала и концы обмоток или на колодку зажимов рядом с выводами. Если соединения фаз произведены внутри корпуса машины, например, обмотка статора постоянно соединена в треугольник, то начала и концы фаз не обозначают, а на выведенные концы обмотки наносят буквенные обозначения без цифр. Также опускают цифры в обозначении выводов фаз обмоток, соединенных внутри машины в звезду. Если в обмотке имеется вывод от нулевой точки (точка звезды), он обозначается в обмотке статора буквой N, в обмотке ротора буквой Q.
На схемах обмоток обычно обозначают все начала и концы фаз, причем на свободном поле схемы допускается применение двойных или тройных обозначений точек соединения разных фаз. Например, точки соединений фаз обмотки в треугольник могут быть обозначены U1W2. V1U2, W1V2, а выводы от этих точек — соответственно U, V и W. При соединении обмоток в звезду на схемах допускается обозначение начал фаз UI, VI, W1 и точек соединения фаз внутри машины U2, V2, W2.
Расположение выводов фаз. Стороны катушек, с которыми соединяют начала фаз обмоток, должны располагаться в пазах, между которыми заключается такой же электрический угол, как и между фазами питающей сети, т. е. 2/πm радиан или 2πk/m радиан, где k — любое целое число, не кратное m. В трехфазных машинах это 120° • k, где k — не кратное трем. При k, кратном трем, в таких пазах располагают стороны катушек, принадлежащих одной и той же фазе. Учитывая, что пазовый угол az = 2πp/Z, получаем, что начальные стороны первых катушек разных фаз должны быть расположены через
В обмотках статоров для уменьшения длины выводных концов выводы стремятся расположить как можно ближе один к другому. Для этого принимают k = 1 и начала фаз располагают через 2q пазов друг от друга.
В обмотках фазных роторов асинхронных двигателей, чтобы избежать дисбаланса, который появится при неравномерном расположении начал фаз, начала фаз стремятся расположить симметрично по окружности ротора, т. е. через Z/m пазов (при этом k = р). Симметричное расположение выводов обмоток возможно лишь при числе полюсов машины, не кратном трем. При р, кратном трем, например в машинах с 2р= 6, 12 и т. д., симметрично расположить выводы обмотки фазного ротора не удается, и схемы обмоток усложняются.
3.6. ОБМОТОЧНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ
Обмоточный коэффициент kоб учитывает уменьшение ЭДС pacпределенной обмотки по сравнению с ЭДС обмотки с тем же числом витков, но имеющих диаметральный шаг и сосредоточенных в одной катушке на каждом полюсе. Для любой обмотки kоб может быть найден по векторной диаграмме ЭДС проводников (звезде пазовых ЭДС) как отношение геометрической суммы векторов ЭДС проводников, последовательно соединенных в фазу обмотки (ЭДС фазы), к алгебраической сумме ЭДС этих же проводников [5]:
где епр — ЭДС эффективного проводника; n — число последовательных эффективных проводников обмотки.
Общим аналитическим выражением для расчета kоб большинства современных симметричных обмоток с фазной зоной, равной электрическому углу π/m радиан, и с целым числом пазов на полюс и фазу (кроме некоторых видов специальных обмоток, например с несплошной фазной зоной и ряда других) является
где v — номер гармоники ЭДС (для основной гармоники v = 1); q — число пазов на полюс и фазу; р — относительный шаг обмотки (укорочение или удлинение шага по сравнению с полюсным делением).
Для расчета и анализа обмоток kоб удобно представлять в виде произведения коэффициента укорочения ky на коэффициент распределения kР.:
kоб = ky kp. (3.5)
Коэффициент укорочения. Этот коэффициент учитывает уменьшение ЭДС каждого витка по сравнению с алгебраической суммой ЭДС двух проводников, являющихся его сторонами, т. е. по сравнению с ЭДС витка при диаметральном шаге,
т.е он зависит от основного шага витка – его укорочения (или удлинения) по сравнению с полюсным делением машины: β = y/τ.
В равнокатушечной обмотке, в которой все катушки имеют одинаковый шаг и одинаковое число витков, коэффициент укорочения обмотки будет равен коэффициенту укорочения витка, постоянному для всех витков обмотки. В обмотках с разными шагами катушек или с разным числом витков в катушках, например, в концентрических или одно-двухслойных, укорочение витков разных катушек, уже не будет одинаковым. Поэтому для расчета коэффициента укорочения фазы обмотки пользуются не действительным шагом катушек у, а расчетным yрасч, который для различных типов обмоток определяется следующим образом.
Для двухслойных обмоток, в которых шаги всех катушек по пазам одинаковы, т. е. для всех двухслойных обмоток, за исключением двухслойных концентрических, расчетный шаг равен реальному шагу катушек по пазам:
урасч = у.
Для двухслойных концентрических обмоток расчетный шаг равен среднему шагу катушек в катушечной группе:
урасч = (уб + ум)/ 2 (3.7)
где уб и уа — шаги по пазам наибольшей и наименьшей катушек в катушечной группе.
Для одно-двухслойных обмоток, в которых часть катушек имеет удвоенное число витков по сравнению с остальными, расчетный шаг определяется в зависимости от числа таких катушек и от числа пазов на полюс и фазу:
урасч = q(m-1) + 2Nб (3.8)
где Nб — число катушек с удвоенным числом витков в каждой катушечной группе.
В трехфазных машинах (т = 3) наибольшее распространение среди одно-двухслойных обмоток получили обмотки с одной большой катушкой (катушкой с удвоенным числом витков — N6 = 1). Для таких обмоток выражение для определения расчетного шага упрощается:
урасч = 2(q + 1) (3.9)