Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Обмотчик электрических машин

Схемы трехфазных двухслойных обмоток статоров - Обмотчик электрических машин

Оглавление
Обмотчик электрических машин
Классификация и основные элементы
Потери и кпд электрических машин
Особенности электрических машин различных типов
Требования к изоляции
Изоляционные материалы
Обмоточные провода
Методы изолирования токопроводящих частей электрических машин
Виды и конструкция изоляции обмоток
Виды обмоток
Основные элементы и обозначения обмоток машин переменного тока
Способы изображения схем обмоток
Схемы трехфазных однослойных обмоток статоров
Схемы трехфазных двухслойных обмоток статоров
Соединение обмоток статоров в несколько параллельных ветвей
Обмотки статоров с дробным числом пазов на полюс и фазу
Схемы обмоток статоров многоскоростных двигателей
Особенности схем обмоток одно- и двухфазных двигателей
Намотка катушек из круглого провода
Укладка однослойных обмоток статоров из круглого провода
Укладка двухслойных обмоток статоров из круглого провода
Механизация изготовления и укладки обмоток статоров из круглого провода
Обмотки статоров для механизированной укладки
Механизированная намотка статоров совмещенным методом
Заклинивание пазов обмоток статоров
Механизированная намотка статоров раздельным методом
Формовка и бандажирование лобовых частей обмотки статоров
Комплексная механизация намотки статоров
Изготовление катушек из прямоугольного провода
Укладка обмоток статоров в полуоткрытые пазы
Укладка обмоток статоров в открытые пазы
Крепление обмоток статоров из прямоугольного провода
Изготовление стержневых обмоток статоров машин переменного тока
Особенности укладки обмоток статоров крупных электрических машин
Схемы обмоток фазных роторов
Обмотки фазных роторов с дробным числом пазов на полюс и фазу
Таблицы положений стержней в волновых обмотках роторов
Технология изготовления стержней волновых обмоток фазных роторов асинхронных двигателей
Технология укладки стержневой обмотки ротора
Короткозамкнутые роторы
Основные элементы и обозначения обмоток якорей машин постоянного тока
Простые петлевые обмотки машин постоянного тока
Уравнительные соединения машин постоянного тока первого рода
Простые волновые обмотки машин постоянного тока
Несимметричные волновые обмотки машин постоянного тока
Сложные петлевые и волновые обмотки машин постоянного тока
Уравнительные соединения машин постоянного тока второго рода
Комбинированные обмотки машин постоянного тока
Изготовление катушек якоря из круглого провода
Изготовление катушек якоря из прямоугольного провода
Особенности изготовления одновитковых обмоток якоря
Подготовка якоря к укладке обмотки якоря
Укладка обмотки якоря
Конструкция и типы коллекторов
Пайка коллекторов
Крепление обмоток якорей и роторов
Намотка проволочных бандажей
Бандажи из стеклоленты
Отделка якоря
Крепление обмоток роторов турбогенератора
Виды полюсных катушек обмоток возбуждения
Катушки обмоток возбуждения из изолированного провода
Катушки обмоток возбуждения из неизолированной шинной меди, намотанной плашмя
Катушки обмоток возбуждения из шинной меди, намотанной на ребро
Особенности изготовления катушек возбуждения крупных синхронных гидрогенераторов
Пропиточные составы и методы пропитки обмоток
Сушка обмоток
Пропитка обмоток лаками с растворителями
Пропитка обмоток лаками без растворителей
Пропитка обмоток в компаундах
Контроль и испытания обмоток
Измерение сопротивления обмоток
Измерение сопротивления изоляции обмоток
Контроль обмоток, уложенных в пазы
Проверка правильности маркировки выводных концов фаз обмотки статора
Испытание электрической прочности изоляции обмоток
Испытание междувитковой изоляции обмоток
Автоматизация испытаний электрических машин
Виды и система планово-предупредительных ремонтов
Частичный ремонт обмоток
Ремонт обмоток статоров
Ремонт обмоток фазных роторов асинхронных двигателей
Ремонт обмоток якорей, катушек возбуждения
Заключение, литература

Двухслойные обмотки могут быть катушечными или стержневыми. Катушечные двухслойные обмотки применяются в статорах большинства машин переменного тока мощностью более 12—15 кВт, стержневые двухслойные обмотки — в статорах машин большой мощности, например в турбогенераторах и гидрогенераторах, и в фазных роторах асинхронных двигателей.
Основным достоинством двухслойных обмоток, которое определяет их широкое распространение, является возможность выполнить их с укороченным шагом, что улучшает характеристику машины.
В двухслойной обмотке в каждом пазу размещаются по две стороны разных катушек, поэтому общее число катушек в ней равно числу пазов Z, а число катушек в одной фазе — Z/m. Так как число катушек в катушечной группе равно числу пазов на полюс и фазу q = Z/(2pm), то в двухслойных обмотках число катушечных групп в каждой фазе равно числу полюсов обмотки 2р.
Рассмотрим принцип построения схемы двухслойной катушечной обмотки на примере обмотки статора трехфазной машины с Z = 24, 2р = 4, а — 1, т. е. с теми же данными, что и у приведенных в § 12 однослойных обмоток.

Рис. 26. Построение схемы двухслойной обмотки:
а —разделение пазов по полюсным делениям, б — соединение катушек, в — соединение катушечных групп одной фазы обмотки
В каждом пазу двухслойной обмотки размещаются две стороны разных катушек, поэтому на рис. 26, а показаны 24 пары линий пазов. Одна линия из каждой пары — сплошная — обозначает сторону катушки, лежащей вверху паза, ближе к его шлицу, а другая — пунктирная — сторону катушки, лежащей на дне паза. Разделим пазы по числу полюсов на четыре полюсных деления т, в каждом из них будет т = Z/(2p) =24/4 — 6 пазов, и в пределах полюсных делений разметим фазы. Число пазов на полюс и фазу q = Z/(2pm) = 24/(4-3) == 2. Стрелками на сплошных линиях, соответствующих верхним сторонам катушек, покажем направления мгновенных значений токов в них. Оно одинаковое во всех фазах в пределах одного полюсного деления и меняется на обратное при переходе к соседнему полюсному делению. Направление токов в нижних сторонах катушек, т. е. на пунктирных линиях, показывать не надо, так как оно будет зависеть от укорочения шага и при составлении схемы роли не играет. Вначале рассмотрим обмотку с диаметральным шагом. На рис. 26, б показано соединение лобовыми частями пазовых сторон катушек, лежащих на расстоянии полюсного деления друг от друга, т. е. с шагом у =τ= 6: верхние стороны катушек 1-го и 2-го пазов соединяются соответственно с нижними сторонами катушек (1 + 6) = 7-го и (2 + 6) = 8-го пазов. Полученные две катушки (q = 2) соединены последовательно между собой в катушечную группу. На рис. 26, в такие же соединения проделаны для остальных катушек, входящих в одну фазу обмотки, и катушечные группы соединены между собой. Чтобы принятые ранее направления токов (см. рис. 26, а) сохранились, соседние катушечные группы одной фазы должны быть соединены между собой встречно. Встречное соединение катушечных групп, т. е. соединение конца первой группы этой фазы с концом второй и начала второй группы с началом третьей и такое же соединение других групп одной фазы, является характерной закономерностью для всех схем двухслойных обмоток.

Обмотка остальных фаз соединяется аналогично. На рис. 27 приведена полная схема рассмотренной обмотки. Начала фаз Cl, С2 и С3, так же как и в однослойных обмотках (см. § 12), расположены через 2q = 2х2 = 4 паза друг от друга.

Для проверки правильности выполненных соединений при вычерчивании схемы можно воспользоваться следующим методом. На линиях, обозначающих начала фаз Cl, С2 и С3, отметим стрелками мгновенные направления токов в фазах. В трехфазной системе токов всегда в двух фазах эти направления совпадают, а в третьей будет противоположно, или значение тока равно нулю. Поэтому на рис. 27 на выводе С3 указано направление, противоположное С1 и С2. Далее, обходя катушки и катушечные группы по вычерченным соединениям каждой из фаз, отметим над катушечными группами также стрелками направление обтекания их током. Проделаем эту операцию для всех фаз, как показано на рис. 27. В пределах каждого полюсного деления направления стрелок над катушечными группами во всех фазах совпадают и меняются на обратное над соседними полюсными делениями. Таких изменений направления столько, сколько полюсов в машине. Если после разметки стрелок на схеме не получается такого чередования, то схема вычерчена неверно. В этом случае следует проверить правильность расположения начал каждой из фаз и соединений между катушечными группами и исправить неточность. Машина с неправильно соединенной обмоткой работать не будет.
Двухслойные обмотки с диаметральными шагами применяют очень редко, так как характеристика машин с такими обмотками хуже, чем с обмотками, имеющими укороченные шаги. Поэтому двухслойные обмотки в большинстве случаев делают с шагами меньшими, чем полюсное деление машины. При любом укорочении шага и при любом числе и q принцип соединения схем обмоток остается таким же, как рассмотренный для обмотки с диаметральным шагом.

На рис. 28 приведена схема обмотки той же машины (Z = 24, 2р — 4, т = 3, а== 1), но с укороченным шагом у = Рт = 0,8х6≈5. Сравнивая обе схемы (см. рис. 27 и 28), видим, что все соединения катушек и катушечных групп у них одинаковы. Обмотки отличаются друг от друга только шириной катушек и расположением их сторон, лежащих в нижней части паза (пунктирные линии на схеме). При диаметральной обмотке в каждом из пазов расположены верхние и нижние стороны катушек одной и той же фазы. В обмотке с укороченным шагом из-за того, что ширина катушек уменьшилась, в некоторых пазах размещаются стороны катушек, принадлежащих разным фазам, например (см. рис. 28) в пазах 2, 4, 6,8 и др.


Рис. 27. Схема двухслойной трехфазной обмотки с Ζ=24, 2р=4 и диаметральным шагом

Схема-развертка удобна для практического использования при соединении обмотки, но при большом числе пазов и нескольких параллельных ветвях она теряет это качество, так как становится громоздкой и трудно читается из-за большого количества различных показанных на ней соединений. В то же время, внимательно рассматривая развернутую схему, можно заметить, что она содержит ряд одинаковых элементов. Поэтому часто используют так называемые условные схемы. В них принято условное изображение не одной катушки, как в схеме- развертке, а целой катушечной группы, которая обозначается одним прямоугольником независимо от числа катушек в ней (рис. 29).
Рис. 28. Схема двухслойной трехфазной обмотки с Z 24, 2р = 4 и укороченным шагом



Рис. 29. Условные изображения на схемах: а — витков в катушке, б — катушек в катушечной . группе
От каждого прямоугольника отходят две линии, обозначающие два выводных конца: начало первой катушки в группе и конец последней. Такое условное изображение основано на том, что все витки в одной катушке, так же как и все катушки в одной катушечной группе, соединяются всегда последовательно. Чтобы указать, какое место занимает катушечная группа от начала обмотки и сколько катушек она содержит, в прямоугольнике над диагональю пишут номер катушечной группы, считая их по порядку от начала первой фазы обмотки, а под диагональю указывают число катушек в этой катушечной группе. Условная схема обмотки, развернутая схема которой показана на рис. 28, изображена на рис. 30. Проследим на ней направление обтекания током катушечных групп всех фаз и отметим эти направления стрелками. Чередование стрелок (сравнить с рис. 28) показывает, что схема соединена правильно.

Как видно, в условной схеме содержится меньше информации, чем в схеме-развертке, так как в ней не указано число пазов и нельзя определить, какой шаг принят в обмотке: условная схема, изображенная на рис. 30, соответствует обмотке и с диаметральным шагом, и с укороченным (см. рис. 27 и 28). Поэтому условные схемы сопровождаются надписями о числе пазов, шаге обмотки, числе полюсов и др.

Рис. 30. Условная схема обмотки с Z= 24, 2р=4, а= 1

Все фазы обмотки в трехфазных машинах всегда соединяются одинаково, поэтому условные схемы можно еще более сократить. Достаточно привести схему соединений катушечных групп только одной фазы и сделать соответствующие надписи, как показано на рис. 31. На этом рисунке приведены только катушечные группы первой фазы — 1, 4, 7 и 10-я, отмечены

Схема фазы А. Фазы В и С соединяются аналогично
Рис. 31. Условная схема одной фазы обмотки с 2р = 4, а — 1
стрелками направления обтекания током катушечных групп и показаны межгрупповые соединения. Катушечные группы других фаз на схеме не показаны, но, зная, что все фазы соединяются одинаково, можно совершенно точно сказать, как должна быть соединена вся уложенная в пазы обмотка. За начало второй фазы (см. рис. 30) должно быть взято начало 3-й (1+2) катушечной группы, с ней будут соединены 6-я (4 + 2), 9-я (7 + 2),      12-я (10 + 2) катушечные группы. Начало третьей фазы будет началом 5-й (3 + 2) катушечной группы. В нее войдут 5, 8, 11 и 2-я катушечные группы. Концами фаз будут являться концы 10, 12 и 2-й катушечных групп. Если в условной схеме обмотки не указывать значения числа q, то она может служить как бы типовой схемой для всех двухслойных обмоток с данным числом 2р и числом параллельных ветвей а независимо от числа пазов в машине.



 
« Обмотки ротора асинхронного двигателя   Обозначение выводов обмоток однофазных электрических машин »
электрические сети