Якори машин постоянного тока мощностью до 100—120 кВт почти всегда делают с простыми волновыми обмотками, так как в них не требуются уравнительные соединения. Но простые волновые обмотки могут быть выполнены симметричными только при определенном соотношении чисел пазов, полюсов и секций в каждом пазу, так как шаг обмотки по коллектору должен быть обязательно выражен целым числом коллекторных делений: Ук= (K+1)/р = целому числу. Поэтому если число пластин коллектора и число пар полюсов в машине четные, то ук — не целое число и обмотка не может быть выполнена симметричной.
В машинах средней мощности обычно 2р = 4, т. е. р = 2 и простая волновая обмотка может быть выполнена только при условии, что число пластин коллектора равно нечетному числу. Следовательно, должны быть также нечетными число пазов якоря Z и число секций в пазу un, так как К = Zun.
Рассмотрим, как выполняется простая волновая обмотка в наиболее распространенных четырехполюсных машинах, в которых не удается разместить в пазах нечетное число сторон секций uп. Примем, что по расчету в якоре машины с 2р = 4 должен быть 31 паз и в каждом пазу четыре стороны секций (uп=4). Число коллекторных пластин в этом случае получается четным: К = Zun = 31x4 — 124 и Ук(К+-1)/р=(124+-1)/2 ≠ целому числу.
Рис. 126. Параллельные ветви в волновой обмотке якоря: а — при 2р=4, б — при 2р—6
Изменение uп до ближайшего нечетного числа (uп= 3 или uп= 5) приводит к сильному (на 25%) уменьшению или увеличению числа всех витков обмотки якоря, что, как показывает расчет, для данной машины неприемлемо. В таких машинах выполняют волновую обмотку с «мертвой» секцией. Так называют обмотку, в которой число коллекторных пластин на единицу меньше, чем число секций в обмотке: К = Z · uп— 1, т. е. нечетное, так как Z-un — четно. Лишняя секция укладывается в пазы, но не соединяется с коллектором и не участвует в работе машины. Ее называют «мертвой». Шаги такой обмотки рассчитывают как для обычной волновой обмотки, так как число коллекторных пластин нечетно. В нашем примере К = Zun—1=31-4 — 1 = 123; ук = (К — 1)/р = (123—1)/2 = 61; у , = 32; у2 = 29.
Шаг у 1 выбран равным 32, потому что при у1= 30 обмотка будет ступенчатой, так как 30/4 Ф целому числу.
«Мертвую» секцию можно было бы вообще не укладывать в пазы якоря, но в этом случае нужно специально закреплять каким-либо образом стороны других секций, расположенные в этих пазах. Кроме того, отсутствие одной секции в обмотке нарушит равновесие якоря и вызовет его вибрацию при вращении. Поэтому в таких обмотках предпочтительнее уложить «мертвую» секцию в пазы, не нарушая общего технологического процесса. Выводные концы «мертвой» секции подрезают и изолируют. Остальные секции соединяют с коллекторными пластинами в обычном порядке. Чтобы уяснить, как располагается «мертвая» секция в пазах, рассмотрим схему волновой обмотки небольшого якоря (рис. 127), у которого Z = 18, у= (18=F 1)/2Ф целому числу, но коллектор выполнен с числом пластин на единицу меньше числа секций, т. е. К = 18—1 = 17.
Поэтому шаг обмотки по коллектору взят равным ук= (17 — 1)/2 = 8; y1= 4 и у2=4. На схеме обмотки «мертвая» секция расположена в 18-м (верхняя сторона) и 4-м (нижняя сторона) пазах. Ее концы не присоединены к коллектору. Остальные секции соединены с пластинами коллектора по рассчитанным шагам. Наличие «мертвой» секции приводит к некоторой электрической асимметрии обмотки. При небольшом числе секций в якоре она более заметна, поэтому в практике волновые обмотки с «мертвой» секцией применяют лишь в якорях, число секций и коллекторных пластин которых около или более ста.
Рис. 127. Волновая обмотка с «мертвой» секцией с Z= 18, un= 1, K=17
