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

Схемы обмоток фазных роторов - 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

ГЛАВА VIII
СТЕРЖНЕВЫЕ ОБМОТКИ РОТОРОВ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕМ
§ 35. СХЕМЫ ОБМОТОК ФАЗНЫХ РОТОРОВ
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей мощностью более 70—80 кВт, как правило, выполняют стержневыми.

В фазных роторах современных асинхронных двигателей почти всегда применяют двухслойные волновые обмотки, так как в двухслойных обмотках лобовые части изгибаются меньше, чем в однослойных, а в волновых обмотках меньше межгрупповых соединений, чем в петлевых той же полюсности.
Закономерность соединения схемы стержневых волновых обмоток рассмотрим на конкретном примере. Составим схему волновой стержневой обмотки трехфазного ротора с Z2= 24 и = 4. На рис. 101, а показаны 24 пары линии пазов, в которых располагаются стержни верхнего (сплошные линии) и нижнего (пунктирные линии) слоев обмотки. Разметим пазы так же, как в схемах двухслойных обмоток статора, т. е. распределим все пазы по полюсным делениям и обозначим фазы обмотки. Полюсное деление ротора содержит
Z2/(2p) = 24/4 = 6 пазовых делений.

Рис. 101. Построение схемы стержневой волновой обмотки фазного ротора:
а —распределение пазов по фазам, б — соединение стержней первой половины фазы, в — последовательность соединения стержней

Число пазов на полюс и фазу q2 = Z2/2pm = 24/(4-3) = 2. Для всех стержней фазы А отметим стрелками направление мгновенных значений токов. Оно меняется при переходе от одного полюсного деления к другому. Построение схемы обмотки начнем, приняв за начало фазы А верхний стержень, лежащий в первом пазу (рис. 101,6). Одновременно с вычерчиванием схемы обмотки будем заполнять таблицу соединений с указанием номеров пазов и последовательности шагов, как показано на рис. 101, в. Обмотку выполняют с диаметральным шагом (для нашей схемы у=τ2=6 пазовым делением). Обмотка двухслойная, поэтому верхний стержень, лежащий в первом пазу, должен быть соединен с нижним стержнем, лежащим в (1 + у) = (1 + 6) = 7 пазу. Следующим шагом нижний стержень 7-го паза соединяется с верхним стержнем, лежащим в (7+6) = 13 пазу. Проделав таким образом 2р — 1 = 4 — 1 = 3 шага из 1в в 7н, из 7н в 13 в, из 13в в 19н, убедимся, что при следующем таком же шаге стержень, лежащий в нижнем слое 19-го паза, должен быть соединен со стержнем, взятым за начало фазы, лежащим в верхнем слое 1-го паза, т. е. обмотка замкнется сама на себя. Чтобы этого не произошло, следующий шаг изменяют на одно зубцовое деление — укорачивают или удлиняют, т. е. делают его равным + 1) или (у — 1). Чаще применяют укороченный шаг, так как он приводит к некоторой экономии меди.
Первый обход обмотки по всей окружности ротора завершается укороченным (или удлиненным) шагом, после чего соединение продолжают в той же последовательности с диаметральными шагами, изменяя их в конце каждого из обходов. После 2 таких обходов (в нашем случае после двух обходов, так как q2 = 2) укорачивать последний шаг уже нельзя, так как это приведет к соединению обмотки фазы А со стержнями соседней фазы (18н + 6 — 1 = 23в — принадлежит фазе В). К этому моменту уже соединена половина всех стержней фазы А ив каждом пазу этой фазы находится только по одному стержню: верхнему или нижнему (см. рис. 101, б). Для заполнения оставшихся после первых q2 обходов половин пазов фазы последний стержень, на котором закончился обход (на нашей схеме — нижний стержень 18-го паза), соединяют перемычкой со стержнем, занимающим такое же положение в пазу на расстоянии шага в направлении обхода. В нашем примере нижний стержень 18-го паза соединяется с нижним стержнем 24-го (18 + 6) паза. Дальнейшие соединения продолжают в той же последовательности, но в направлении, обратном принятому первоначально. После обходов в обратном направлении построение схемы одной фазы обмотки заканчивается. Схема соединения фазы А изображена на рис. 102, а всех фаз обмотки ротора — на рис. 103. По схеме рис. 103 можно проследить основные закономерности, характерные для стержневых волновых обмоток роторов. Начала фаз располагаются в 1, 9 и 17-м пазах, т. е. через 2q2p = 2x2x2 = 8 зубцовых делений. Такое расстояние между началами фаз обеспечивает и электрическую и геометрическую симметрии обмотки.


Рис. 102. Схема соединения стержней одной фазы волновой обмотки ротора (а) и последовательность их соединения (б)

Электрический угол между началами фаз кратен 120° (он равен 2р-60° = 2х2х60 = 240 эл. град), а геометрический угол равен 120°, т. е. начала фаз расположены симметрично по окружности ротора.
Каждая фаза обмотки имеет только одну перемычку между катушечными группами независимо от числа полюсов машины. Напомним, что в петлевых обмотках таких перемычек будет (2р — 1) в каждой фазе (см., например, рис. 28). В этом ясно видно преимущество волновых обмоток, особенно для многополюсных машин. Так, например, в каждой фазе петлевой обмотки с 2р = 12 будет по 11 перемычек между катушечными группами, а в фазе стержневой волновой — только одна.
При симметрично выбранных началах фаз обмотки также симметрично по окружности ротора располагаются концы фаз (Р4 — в 7-м, Р5 — в 15-м, Р6 — в 23-м пазах) и перемычки между катушечными группами, что облегчает балансировку ротора после укладки обмотки. В большинстве случаев обмотка ротора соединяется в звезду. Начала фаз обмотки ротора (Р1, Р2, Р3) соединяются с контактными кольцами, а концы фаз (Р4, Р5, Р6) — между собой кольцевой перемычкой.


Рис. 103. Схема стержневой волновой обмотки ротора с укороченными переходами с Z= 24, 2р=4

Как мы уже знаем, обмотка может быть выполнена и с удлиненными шагами в конце каждого обхода. Ее схема строится так же, как и схема на рис. 103, но в конце обхода выполняется удлиненный шаг, равный (у+1). Из-за увеличения шага несколько удлиняются лобовые части стержней, соединенных с перемычками, а у выводных стержней возникают дополнительные перекрещивания в лобовых частях.
Иногда стержневую волновую обмотку ротора делают с различными переходными шагами: при обходе первой ветви до перемычки с удлиненными, а после перемычки — с укороченными.
Рис. 104. Схема фазы стержневой волновой обмотки ротора с переходным стержнем с Z=36, 2р= 4 (а) и последовательность соединений стержней (б)


Встречаются также схемы обмоток фазных роторов, выполненные без перемычек (рис. 104). В таких обмотках на месте последнего при прямом обходе стержня, который в обычных схемах соединяется с перемычкой, устанавливают изогнутый переходный стержень (паз 26 на рис. 104). Половина этого стержня 1 (рис. 105) располагается в нижней, а другая половина — в верхней части паза. Обе лобовые части переходного стержня отгибаются в одну и ту же сторону, и направление обхода соединения обмоток после переходного стержня меняется на обратное, так же как и после перемычки. В таких схемах выводные концы последних стержней всех фаз располагаются на противоположной от начал фаз стороне ротора. Соединение стержней в них более удобно, чем в схемах с перемычками, однако обмоточные работы усложняются в связи с необходимостью добавочного закрепления переходных стержней. Свободные части пазов, в которых расположены переходные стержни, заполняются либо текстолитовыми прокладками 2, либо отрезками изолированной медной шины того же размера, что и стержни обмотки, как показано на рис. 105.
Стержневую волновую обмотку делают с одной или реже с двумя параллельными ветвями. Выполнение большего числа параллельных ветвей из-за дополнительных соединений в лобовых частях технологически трудно и в практике применяется редко. Для получения двух параллельных ветвей перемычку между половинами фаз убирают и каждую половину обмотки соединяют с начальными и конечными выводами фаз (рис. 106).

Рис. 105. Переходной стержень в пазу ротора
Рис. 106. Соединение фаз обмотки ротора в две параллельные ветви


Чтобы начала фаз в обмотке ротора располагались по окружности ротора симметрично, между ними должно заключаться 2q2p пазов. Такое симметричное расположение возможно во всех роторах, число полюсов которых не кратно трем. В двигателях с числом, кратным трем (2р=6, 12 и т. д.), симметричное положение выводов приходится нарушать, так как через 2q2p пазов в них располагаются стержни одной и той же фазы. Начала фаз в обмотках роторов таких машин выбирают через 2q2(p — 1) пазовых делений.



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