Обмотки якоря — основы ремонта и обслуживания для долговечности и эффективной работы

В сердечнике электромотора, который служит основным двигателем в большинстве электрических машин, находится простая, но элементарная обмотка. Эта обмотка представляет собой волновой элемент, который может быть выполнен в виде двухслойных пазовых обмоток или обмоток со сложной петлевой формой.

Число ветвей обмоток определяется числом пазов в сердечниках. В простейших случаях обмотки машины имеют две ветви, которые присоединены к коллектору. Каждая пластина коллектора в данном случае присоединяет обе ветви обмоток, такая система соединений является параллельной.

Коллекторные пластины соединены между собой уравнительными замками, а обмотки обходят их путем соединения соответствующих ветвей обмоток в нескольких параллельных секциях. Каждая секция соответствует одному пазу сердечника, который имеет одинаковые присоединения обмотки.

В результате такого решения, на рисунке представлена сложная система соединений обмоток, в которой число параллельных соединений ветвей обмоток следует проектировать таким образом, чтобы обход обмоток происходил по развернутой плоской петлевой ветви. Следовательно, каждая ветвь обмотки имеет пазовую и петлевую составляющие.

Комбинированная обмотка

В ранее показанной параллельной обмотке якоря мы заметили, что петлевые обмотки образуют параллельные ветви, а волновые обмотки представляют собой элементарные волновые стороны.

Теперь рассмотрим такую обмотку, в которой петлевые и волновые обмотки комбинируются в одной секции. Этот тип обмотки называется комбинированной. Рисунок на рисунке показывает обмотку якоря с комбинированной обмоткой.

При укладке комбинированной обмотки сердечника обычно разворачивают на два паза, чтобы получить сложную петлевую обмотку рядом с каждой волновой стороной. В этом случае петлевая обмотка присоединена к сердечнику в пазах, а волновые обмотки — к поверхности сердечника. Таким образом, в результате укладки комбинированной обмотки, пазовые обмотки и петлевые обмотки, соседствующие с развернутой обмоткой, обеспечиваются пассивным поведением. Это означает, что петлевая обмотка соседствует по одному пазу с каждой волновой стороной и представляет собой двухслойную обмотку, а не однослойную, как в параллельной обмотке.

Преимуществом комбинированной обмотки является то, что она создает большую петлевую обмотку, чем параллельная обмотка. Это объясняется тем, что в комбинированной обмотке суммируются ветви обоих типов обмоток, которые объединяются в общую петлевую ветвь.

Структура комбинированной обмотки

Каждая секция комбинированной обмотки состоит из волновых и петлевых обмоток, причем один слой обмотки располагается на другом. В комбинированной обмотке пазовая обмотка представляет собой волновую обмотку, а петлевная обмотка формирует петлевую ветвь.

Схема комбинированной обмотки показана на рисунке, где волновые обмотки изображаются числом 1, а петлевые обмотки числом 2. Следует заметить, что обмотки нумеруются в соответствии с их положением на сердечнике.

Простая петлевая обмотка

Такой тип обмотки якоря применяется в простых машинах постоянного тока. Он составляется из пазов, лежащих в сердечнике якоря. Обмотка образует петлю вокруг контактных пазов, и таким образом, в группе пазов выделяются две секции: пазовая и петлевая.

Петлевая секция обмотки состоит из комбинированных петлевых соединений с обмоточным проводом, который присоединен к одному концу петли и намотан на якорь. Другой конец этой петлевой обмотки присоединяют к обмотке коллектора. При таком соединении обмоток в петлевой секции получаем две ветви петлевой обмотки, которые оказываются соединены друг с другом на коллекторе.

Схема присоединения обмотки в петлевой секции якоря к коллектору показана на рисунке. Ветви петлевой обмотки представлены простыми петлевыми соединениями и рядом приходящихся к одной секции петлями образуют простую петлевую обмотку. Следовательно, обход обмотки коллектора и обмотки петлевой секции якоря осуществляется по простой петлевой схеме.

В таком случае токи в обмотках пластинам якоря могут быть как одинаковыми, так и разными. Знак волновой ветви пластин можно рассчитать по знаку волновой ветви петлевых соединений якоря. Количество петлевых соединений в обмотке коллектора соответствует количеству сложной петлевой обмотки якоря.

При простой петлевой обмотке количество пазовых соединений определяется числом пазов в петлевой секции. Следовательно, в обмотке коллектора получаем параллельные ветви петлевой обмотки якоря.

Сложная петлевая обмотка

Соединения между петлями и клеммами коллектора сделаны таким образом, чтобы образовать параллельные соединения, так называемые коллекторные соединения.

Решение выполнить петлевую обмотку обусловлено необходимостью распределения токов в обмотке якоря. Каждый паз имеет два условных коллекторных соединения, соответствующие каждой петле обмотки. Всего имеется N пазов, поэтому обмотка состоит из N петель.

Для расчета петлевой обмотки необходимо выполнить следующие шаги:

1. Изобразить схему петлевых обмоток на сердечнике якоря.
2. Определить петли, соединенные с коллекторными щетками.
3. Заметить, что каждая петля является соединением параллельных петель, образованных пазовыми проводами.
4. Выполнить расчет петлевых обмоток, учитывая параллельное соединение пазовых проводов.
5. Определить обход каждого коллекторного соединения, который соответствует одному из условных соединений петли обмотки.
6. Расчет двухслойными петлевыми обмотками позволяет учесть дополнительные зазоры между проводами и листами сердечника.
7. Каждая петля петлевой обмотки обычно имеет одинаковую длину и толщину проводов.
8. Сумма частичных токов в каждой петле равна току, протекающему по параллельным проводам паза.

Таким образом, сложная петлевая обмотка состоит из N петель обмотки, каждая из которых является параллельным соединением пазовых проводов. Суммарный ток в каждой петле определяется током, протекающим по параллельным проводам паза.

Расчет и схема соединений обмоток якоря машины постоянного тока

Рядом находится схема якоря, в которой обмотки являются сложной комбинацией простых и параллельных соединений. Чтобы понять схему соединений обмоток, рассмотрим ее подробнее.

Одним из ключевых элементов в этой схеме является коллектор. На коллекторе остальные обмотки соединены таким образом, чтобы создать комбинированную обмотку якоря.

В данной схеме обмотки якоря обходятся пластинами коллектора. Расположение пластин и обходы зависят от необходимости создания схемы соответствующей полярности каждой ветви обмоток.

Схема соединений обмоток образуется путем развернутой укладки обмоток в пазах коллектора. Рисунок пазовых обмоток определяется шагом обмоток и числом пазов на коллекторе.

Для рассчета схемы соединений обмоток необходимо знать количество обмоток в каждой секции и их полярность. Схема соединений устанавливается в зависимости от контактов коллектора и положения щеток.

Волновая схема якоря представляет собой сложную комбинацию параллельных и простых соединений обмоток. В простой схеме обмотки двух секций объединены в одну контурную обмотку.

Расчет схемы соединений обмоток требует определения расположения волновых фаз, соединенных по одному из положений коллектора.

Следовательно, для рассчета схемы соединений обмоток якоря машины постоянного тока необходимо определить расположение обмоток в пазах коллектора и их соединения между собой.

Схема соединений обмоток якоря машины постоянного тока может быть сложной комбинацией простых и параллельных ветвей. Расчет схемы соединений проводится в зависимости от контакта коллектора и положения щеток.

Сложная волновая обмотка

Случай, когда обмотка якоря имеет сложную волновую схему, может оказываться в машинах, в которых необходимо получить большое число параллельных петлевых соединений. В таком случае волновая обмотка может быть составлена из простых обмоток, имеющих разную полностью петлевого соединения. Такая комбинированная обмотка может быть рассчитана поэтапно.

Ветвь обмотки якоря, состоящая из двух или более простых обмоток, называется параллельной ветвью. Каждая простая обмотка представляет собой секцию обмотки, включающую все намотки, находящиеся в одном пазу.

На рисунке показана сложная волновая схема обмотки якоря, состоящая из нескольких простых обмоток. Все соединения между простыми обмотками и петлевыми соединениями образуют параллельные секции обмотки.

Следует заметить, что каждая секция обмотки соответствует одной петлевой соединенной между пазами со сторон окружности сердечника. Количество параллельных петлевых соединений зависит от числа простых обмоток, имеющихся в обмотке якоре.

Для рассчета сложной волновой обмотки необходимо знать число простых обмоток и шаг их намотки. Зная количество пазов, в которых лежат обмотки, и шаг намотки, можно определить число параллельных петлевых соединений и рассчитать каждую простую обмотку.

На рисунке показана схема обмотки якоря, в которой с одной стороны к коллектору соединены концы всех простых обмоток, а с другой стороны присоединены концы между пазовых петлевых соединений. Ветви обмотки, присоединенные к коллектору, изображаются лежащим на обмоточной машине на оси якоря.

Таким образом, сложная волновая обмотка якоря состоит из простых обмоток, которые образуют параллельные ветви. Каждая простая обмотка представляет собой секцию обмотки, включающую все намотки, находящиеся в одном пазу.

В обмотке якоря сложной волновой структуры обмотками служат не только пазовые намотки, но и уравнительные пластины.

Простая волновая обмотка

Простая волновая обмотка якоря представляет собой одну из разновидностей обмоток, используемых в электрических машинах. Волновая обмотка характеризуется тем, что в ней секции обмоток располагаются поочередно с одной и другой стороны сердечника якоря. При этом каждая секция обмотки образует лежащую в обратная сторону петлевую обмотку, соседние петлевые обмотки представляют собой петли, образующие серии. Такая обмотка представлена на рисунке.

На рисунке показана обмотка якоря, состоящая из нескольких простых петлевых обмоток. Секции обмоток образуют лежащие рядом петлевые обмотки, которые в свою очередь образуют параллельные секции. В каждой параллельной секции обмотки токи протекают в противоположных направлениях, а контакты проводов присоединяются к коллекторным пазам, лежащим рядом. Каждая параллельная секция образует элементарный участок обмотки, а все элементарные участки обмоток образуют полную волновую обмотку. При этом число параллельных секций определяется необходимостью обеспечения одинакового числа щеток на коллекторе якоря.

Простая волновая обмотка обладает петлевыми и уравнительными связями. Каждая обмотка волновой обмотки имеет петлевую связь с другими обмотками волновой обмотки, а также уравнительную связь с обмотками параллельных секций, что обеспечивает одинаковое сопротивление каждой секции обмотки при прохождении по ней тока.

Видео:

6 ремонтов по проектам Алексея Земскова. Отзывы о техническом дизайне.

6 ремонтов по проектам Алексея Земскова. Отзывы о техническом дизайне. by REMCRAFT — дизайн и ремонт 864,255 views 5 years ago 12 minutes, 11 seconds