Расчет обмоточных данных
Полная обмотка АД, размещенная в магнитопроводе его статора, состоит из трех самостоятельных фазных обмоток, каждая из которых имеет свои выводы.
Каждая фазная обмотка состоит из фазных катушек, или катушечных групп, соединенных соответствующим образом.
Под катушечной группой понимается ряд последовательно соединенных между собой секций, принадлежащих одной фазе в одной паре полюсов.
Секция является частью катушечной группы и представляет собой катушку из обмоточного провода, число витков которой определяется специальным расчетом , минимальное число равно одному витку. Каждый виток состоит из двух активных проводников, уложенных в пазы магнитопровода статора двигателя, и двух лобовых частей, соединяющих эти активные проводники. Активными они являются потому что именно в них магнитный поток машины A индуктирует ЭДС.
Полюсом в расточке статора АД принято называть часть магнитопровода, охватывающего рядом расположенные пазы, в которых активные проводники обмотки имеют одно и тоже направление тока.
Любой тип обмотки трехфазной машины переменного тока характеризуется следующими обмоточными данными: N- число катушечных групп; y- шаг обмотки; q- число пазов на полюс и фазу; α- число электрических градусов, приходящихся на один паз; а- число параллельных ветвей.
Так как в витке ток в одной стороне направлен в одну сторону, а в другой в противоположную, каждая фазная катушка обмотки участвует в создании пары полюсов.
В двухслойной обмотке число катушечных групп в одной фазе равно:
(18)
шт.
На три фазы:
(19)
где m- количество фаз.
шт.
Шаг обмотки - это расстояние, выраженное в зубцах, между активными сторонами одной и той же секции
,
(20)
где
-
расчетный шаг;
- произвольное число меньше 1, доводящее
расчетный шаг до целого значения.
.
Определим укороченный шаг обмотки
,
(21)
Число пазов на полюс и фазу определяет число секций в катушечной группе и находится по формуле
,
(22)
.
Число электрических градусов, приходящихся на один паз, равно:
,
(23)
.
Параллельные ветви в обмотке АД делаются для сокращения сечения обмоточного повода, кроме того это дает возможность лучше загрузить магнитную систему машины. Для данного двигателя примем число параллельных ветвей а=1. В этом случае все катушечные группы одной фазы будут соединены последовательно.
Построение двухслойной обмотки трехфазного ад
Построение двухслойной обмотки принципиально не отличается от построения однослойной обмотки и выполняется по следующим этапам:
укладываются секции катушечных групп всех трех фаз;
проводится соединение этих групп в обмотки с требуемым числом параллельных ветвей;
для принятого момента времени производится векторная диаграмма токов и на развернутой схеме обмоток показываются их направление в расточке статора, находится положение полюсов.
Для получения вращающегося магнитного поля трёхфазного асинхронного двигателя, при любой схеме обмотки, требуется:
1. Смещение в пространстве расточки статора асинхронного двигателя фазных обмоток, одна относительно другой на 120эл.
2. Смещение во времени токов, протекающих по этим обмоткам, на 1/3 периода.
Первое условие выполняется соответствующей укладкой катушечных групп трёхфазной обмотки, второе – подключением асинхронного двигателя к сети трёхфазного тока.
При построении схемы, обмотка первой фазы может в общем начинаться с любого паза. Поэтому первую активную сторону секции помещаем в первый паз. Вторую активную сторону секции помещаем через 12 зубцов в 13 паз.
Число катушечных групп одной фазы будет четыре (просчитано выше)
В однослойной обмотке первая катушечная группа участвует в создании первой пары полюсов, вторая – должна создавать вторую пару полюсов, следовательно, расстояние между ними должно быть равно одной паре полюсов, т. е. 360 электрических градусов.
В отличие от однослойных в двухслойных обмотках катушечные группы одной и той же фазы сдвигаются не на 360 электрических градусов, а на 180.
Поэтому:
.
Следовательно, вторая катушка фазы «А» начинается с 13-го паза.
Обмотка фаз «В» и «С» выполняется аналогично, но они сдвинуты, соответственно, на 120 и 240 электрических градусов относительно обмотки фазы «А», т. е. В пазах это будет:
;
