3.1 Будова обмоток

Сучасні електричні машини виконують в основному з зубчатими барабанними якорями, в пази котрих вкладають двошарові обмотки.

Основним елементом обмотки якоря є секція, що складається з одного або декількох послідовно з'єднаних витків. У кожному пазові знаходиться, як правило, декілька секцій (рис. 3.1а), ізольованих загальною корпусною ізоляцією від стінок, паза Вони утворюють котушку якоря. В цьому випадкуговорять, що кожному реальному пазові відповідає декілька двошарових елементарних пазів.

Секція якоря має дві активні сторони - верхню і нижню. Перехід з верхнього шару в нижній виконують за допомогою головки в заданій лобовій частині секції, Кінці передньої лобової частини секції приєднують (припаюють) до колекторних пластин (див. рис. 1.6), причому початок наступної секції під'єднують до тої ж колекторної пластини, що і кінець попередньої. Це створює неперервність обмотки. Загальна кількість секційзавжди дорівнює числу колекторних пластині числу елементарних пазів:

(3.1)

де - число колекторних пластин або елементарних пазів, які приходяться на один реальний паз,

Рис.3.1 Розташування провідників у пазах якоря «на ребро» (а) і «лежачи» (б): 1-клин; 2-прокладки; 3-виткова; 4-корпусна; 5-покрівельна ізоляція.

Рис.3.2 Загальний вигляд петлевої обмотки (а) і схема з’єднання її секцій

Рис.3.3 Схема розташування діаметральної, вкороченої і подовженої секцій в магнітному полі електричної машини

Оскільки кожен виток секції утворений її двома сторонами (провідниками), то повне число провідників в якорі

(3.1,а)

де - число витків в секції.

В останні роки, особливо в тягових електричних машинах, широке розповсюдження дістала багатошарова конструкція пазу (рис. 3.1б), в якій більше заповнення міддю і краща віддача теплоти кожним провідником стінками пазу, хоча принципової різниці між пазами на рис. 3.1а і 3.1б немає: другий можна отримати, розмістивши провідники першого "лежачи"; В обох, тому обмотка, виконана конструктивно за рис, 3.1б, також є двошаровою.

ЕРС, що виникають в кожній з активних сторін секцій повинні додаватися, тому сторони секцій розміщують під полюсами різної полярності на відстані що дорівнює довжині полюсного поділу х (рис. 3.2). Обмотки, у яких , тобто сторони секцій знаходяться під кутом 180° ел. по відношенню одна до одної, отримали назву діаметральних, на відміну від хордових, де .

Нарис. 3.3 показані три секції, у яких: (секція ); (секція ас) і (секція ). Контур діаметральної секції охоплює весь магнітний потік Ф₀, що відповідає площі, яка обмежена кривоюіндукції у повітряному проміжку. Контур хордової вкороченої секції ас охоплює тільки частину цього потоку; тому ЕРС, що виникає у ній буде менша, ніж у секціїаb, на величину пропорційну заштрихованій площі, відповідній вкороченнюbс. Подовжена секціяаd отримує від'ємний приріст потоку, що відповідає заштрихованій площі на відстаніbd. Якщо вкороченняbс та подовженняbd дорівнюють одне одному, то ЕРС в секціяхас іаd також дорівнюватимуть одна одній; але длявиготовлення подовженої секції потрібно більше міді та ізоляції на виконання її лобових частин. Тому на практиці подовжені обмотки не використовують.

Основним типом обмотки є вкорочена () і тільки у невеликих машинах можна зустріти діаметральні обмотки. Необхідність вкорочення обмоток буде обґрунтована в част.5.