3-7. Принципы выполнения обмоток барабанного типа
Кольцевой якорь имеет ряд существенных недостатков — повышенный расход меди (так как внутренние проводники обмотки якоря являются неактивными), трудные условия охлаждения, особенно внутренних проводников, необходимость выполнения обмоток вручную и т. д. Поэтому в настоящее время кольцевой якорь полностью заменен барабанным. Чтобы преобразовать кольцевой якорь в барабанный, нужно, не нарушая порядка соединения секций ни между собой, ни с коллектором, вынести их неактивные стороны, находящиеся во внутренней полости кольцевого якоря, на наружную поверхность его так, чтобы обе стороны секции могли пересекать линии магнитного потока. На рис. 3-15 показана секция обмотки барабанного якоря. Условимся называть части секции, лежащие в пазах, активными частями ее, а части секции, посредством которых активные стороны секции соединяются между собой и с коллектором,— лобовыми частями секции.
Таким образом, секция барабанного якоря имеет две активные стороны, тогда как секция кольцевого якоря — только одну. Но так как, согласно сказанному выше, порядок соединения секций обмотки барабанного якоря тот же, что и в кольцевой обмотке, то и основные типы обмоток — простая петлевая и простая волновая — и их характеристики в обоих случаях одни и те же. Следовательно, обмотка барабанного якоря повторяет собой обмотку кольцевого якоря, но с лучшими показателями и, в частности, с лучшим использованием меди.
Рассмотрим, как нужно уложить секцию на поверхности барабанного якоря, чтобы получить наилучшие результаты с точки зрения создания э.д.с.
На рис. 3-16 показаны три секции: ab, cd и ef. Ширина первой секции у1=τ, ширина второй у1<τ и ширина третьей у1>τ. Контур первой секции охватывает весь поток Ф, соответствующий площади ABCDА, контуры второй и третьей секций охватывают только часть этого потока, соответствующую незаштрихованной части площади cgBChd. Поэтому э. д. с. секции ab достигает при прочих равных условиях наибольшей величины, т. е. ecd<еаb>ееf. Таким образом, активные стороны секции барабанной обмотки должны быть расположены относительно друг друга на расстоянии, равном или приблизительно равном полюсному делению.
Рис. 3-15. Расположение секции обмотки барабанного якоря 1 и 3 - верхняя я нижняя активные стороны: 2 и 4 лобовые части
Рис. 3-16. Секции барабанного якоря с полным, укороченным и удлиненным шагом
Практически, как правило, выполняются только обмотки с полным (диаметральным) шагом, у которых у1=τ, и обмотки с укороченным шагом, у которых y1<τ. Обмотки же с удлиненным шагом встречаются лишь как исключение, так как для создания такой же э. д. с., как в обмотке с укороченным шагом, они требуют больше меди на выполнение лобовых частей.
Так как при приближении к нейтральной зоне происходит резкое спадание индукции в зазоре, то небольшое сокращение (или увеличение) шага обмотки очень мало влияет на уменьшение потока, пронизывающего контур секции, и соответственно на уменьшение э. д. с. обмотки. В то же время, как это мы узнаем из последующего изложения, такие обмотки имеют заметные преимущества в отношении коммутации тока (см. § 5-10).
Вторая характерная особенность барабанной обмотки состоит в том, что она выполняется как двухслойная, т. е. так, что одна активная сторона каждой секции располагается в верхней части паза, а другая в нижней (см. рис. 3-15). Если же мы стали бы укладывать обе стороны секции в одной плоскости, то в такой однослойной обмотке лобовые части секций стали бы пересекаться, что потребовало бы отгиба этих частей и с конструктивно-производственной точки зрения явилось бы крайне нежелательным.
Будем называть слой, лежащий ближе к внешней поверхности якоря, верхним, а другой слой — нижним. Переход из одного слоя в другой делается посредине лобовой части, как это показано на рис. 3-15.
Таким образом, переход от обмотки кольцевого якоря к обмотке барабанного якоря состоит в том, что внутренняя, неактивная сторона секции кольцевого якоря укладывается на наружной поверхности барабанного якоря на расстоянии, равном или близком полюсному делению, так что одна сторона секции занимает место в верхнем слое паза, а другая — в нижнем. Эго позволяет считать, что
барабанная обмотка является кольцевой, имеющей при заданном числе секций двойное число активных сторон.
