На современных обмоточных станках можно укладывать в пазы только обмотки, в которых не нужно поднимать шаг на заключительной стадии укладки. Двухслойные обмотки, схемы которых были рассмотрены ранее (см. § 13), укладываются только с подъемом шага, поэтому их укладка не поддается механизации. Без подъема шага могут быть уложены однослойные обмотки, но их применяют лишь в двигателях мощностью не более 12—15 кВт, так как в однослойных обмотках нельзя выполнить укороченный шаг, что отрицательно влияет на характеристики двигателя.
Чтобы расширить область применения механизированных способов намотки статоров и наматывать на станках обмотки машин большей мощности, разработаны специальные типы обмоток, обладающие достоинствами и двухслойных, и однослойных. Их укладка производится без подъема шага, поэтому может быть механизирована, а схема позволяет выполнить укороченные шаги, как в двухслойных обмотках. Такими обмотками являются однодвухслойные и двухслойные концентрические.
Одно-двухслойные обмотки.
Одно-двухслойная обмотка (рис. 56) выполняется концентрическими катушками. В отличие от других видов обмоток в ее катушечную группу входят катушки с разными числами витков: в больших катушках в два раза больше витков, чем в малых (рис. 57). Стороны больших катушек занимают весь паз, как в однослойных обмотках. Стороны малых катушек располагаются в пазах в два слоя, как в двухслойных обмотках. Распределение по пазам больших и малых катушек основано на следующем.
В обычной двухслойной обмотке с укорочением шага в некоторых пазах располагаются катушки, принадлежащие разным фазам, например (см. рис. 28) в пазах 2, 4, 6, 8 .... В остальных пазах располагаются стороны катушек одной и той же фазы. В однодвухслойных обмотках две стороны катушек одной и той же фазы, лежащие в одном пазу, как бы объединяются и образуют сторону большой катушки с двойным числом витков. В остальных пазах располагаются в два слоя стороны малых катушек с одинарным числом витков. Катушки распределены по статору так, что в каждой фазе оказывается одинаковое число больших и малых катушек, а также катушек, обе стороны которых лежат только в нижнем или только в верхнем слое паза. Поэтому обмотка получается симметричной. Определенная последовательность укладки больших и малых катушек позволяет выполнить обмотку без подъема шага.
Расчетное укорочение шага одно-двухслойной обмотки зависит от числа пазов на полюс и фазу — q и числа больших катушек в катушечной группе.
Рис. 56. Схема одно-двухслой ной трехфазной обмотки с Z =48, 2р = 4
Рис. 57. Катушечная группа одно-двухслойной обмотки
В трехфазных двигателях находят применение одно-двухслойные обмотки с одной большой катушкой в группе (см. рис. 56). При q = 3 или q= 4 расчетное укорочение таких обмоток составляет β= 0,89 и β = 0,83, т. е. примерно столько же, как и в обычной двухслойной обмотке с укорочением шага. Это позволяет устанавливать одно- и двухслойные обмотки в двигателях мощностью более 12—15 кВт и применять для них механизированные способы укладки.
В однофазных и двухфазных двигателях одно-двухслойная обмотка выполняется как с одной, так и с несколькими большими катушками в катушечной группе (рис. 58). Их применяют с целью улучшения обмоточного коэффициента по сравнению с однослойными обмотками.
Рис. 58. Схема одно-двухслойной двухфазной обмотки с двумя большими катушками в группе
Двухслойная концентрическая обмотка.
Двухслойная концентрическая обмотка (рис. 59) состоит из концентрических катушек разных размеров, стороны которых располагаются в пазах в два слоя. Она отличается от двухслойной обмотки с одинаковыми катушками соединением в лобовых частях и шагами катушек. Катушки, составляющие катушечную группу двухслойной концентрической обмотки (рис. 60), имеют разные шаги по пазам и разную длину лобовых частей. Так как все катушки в группе и обычной и концентрической двухслойных обмоток соединяются последовательно, то эдс группы не зависит от последовательности соединения сторон катушек.
Рис. 59. Схема двухслойной концентрической обмотки с Z= 24, 2р=4, m=3
Она будет одинакова в обеих обмотках с равным числом витков, поэтому будут равны и их обмоточные коэффициенты.
Двухслойная концентрическая обмотка применяется в таких же по мощности машинах, что и обычная двухслойная, т. е. мощностью более 12—15 кВт. Ее укладывают в пазы без подъема шага, поэтому процесс укладки можно механизировать.
Рис. 60. Катушечные группы обмоток: а — двухслойной, б — двухслойной концентрической
