Меню сайта

загрузка...

Продвижение раскрутка сайта цены.
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Обмотока машин постоянного и переменного тока

Трехфазные однослойные обмотки статоров асинхронных двигателей

Из теории асинхронных двигателей известно, что трехфазная обмотка статора при питании ее трехфазным током образует вращающееся магнитное поле. Для лучшей работы двигателя это поле должно быть по возможности синусоидальным. Но распределение магнитных линий поля обмотки зависит от распределения магнитодвижущей силы обмотки и магнитного сопротивления. Если, например, взять одну катушку с диаметральным шагом (рис. 2-28, а и б), то веб магнитные линии будут находиться под одним и тем же

магнитным напряжением, так как они замыкаются вокруг одного и того же числа ампер-проводников. Тели допустить, что сопротивление магнитной линии определяется сопротивлением только воздушного зазора между статором и ротором, то при равномерном зазоре магнитное сопротивление для всех линий будет одинаковым. Тогда, очевидно, кривая распределения магнитных линий (кривая поля) будет иметь тот же вид, что и кривая распределения магнитодвижущей силы (кривая м. д. с.) (рис. 2-28, в).

В рассматриваемом случае кривая м. д. с. катушки и кривая поля имеют вид прямоугольника. Если учесть магнитное сопротивление стали, то кривую поля можно изобразить в виде пунктирной кривой (рис. 2-28, в).

Т, т. е. трехфазным током (рис. 2-29).

Величину тока катушек можно определить по синусоиде (рис. 2-30, а), беря ординаты кривой, сдвинутые по отношению друг к другу на 120 эл. градусов.

Развернем статор на плоскость (рис. 2-30, б). Возьмем момент времени 1 (рис. 2-30, а), когда ток в катушке фазы 1 имеет максимальное значение, и предположим, что он направлен к нам в левой стороне катушки и от нас в правой стороне катушки. Тогда по синусоиде тока (рис. 2-30, а) найдем, что ток в катушке фазы II в этот же момент времени 1 будет иметь противоположное направление и будет в два раза меньше по величине. В левой стороне катушки ток будет направлен от нас, а в правой — к нам. То же самое получим и для тока в катушке фазы III.

Построим кривую поля отельных катушек для трех моментов времени, считая магнитную цепь ненасыщенной и воздушный зазор между статором и ротором равномерным. На рис. 2-30, в изображена кривая поля катушки фазы 2, на рис. 2-30, г — фазы II и на рис. 2-30, д — фазы III в первый момент времени. Так как в этот момент времени токи в фазах II и III одинаковы по величине и направлению, кривые рис. 2-30, г и д одинаковы и сдвинуты между собой так же, как сдвинуты между собой оси этих катушек. Вследствие того, что ток в фазе 7 в два раза больше тока фаз II и III, высота прямоугольника кривой поля фазы 7 в два раза больше высоты прямоугольников кривых полей фаз II и III. Складывая все три кривые, получим кривую результирующего поля рис. 2-30, е. В момент времени 2 (рис. 2-30, а) ток в фазе 2 несколько уменьшился, сохранив то же направление. В соответствии с этим кривая поля катушки фазы I получится в виде кривой (рис. 2-30, ж) высота прямоугольника уменьшалась пропорционально уменьшению тока. Ток в фазе II, в противоположность току фазы 7, несколько увеличился и сделался равным току фазы I. Направление тока фазы II сохранилось тем же. Высота прямоугольника кривой поля катушки фазы II увеличилась пропорционально увеличению тока (рис. 2-30, з). Так как в этот момент времени ток фазы III равен нулю, катушка этой фазы не принимает участия в образовании магнитного поля, и кривая результирующего поля получается сложением только двух кривых (рис. 2-30, ж и з). Эта кривая изображена на рис. 2-30, и.

В момент времени 3 (рис. 2-30, а) ток в фазе I, продолжая уменьшаться, снизился до значения тока фазы II в момент времени I. Ток в фазе II, увеличиваясь, достиг максимального значения, а ток фазы III сделался равным току в момент времени 2, но только изменил направление. Так как снова во всех фазах ток

не равен нулю, результирующее магнитное поле создается всеми катушками и кривую результирующего поля мы получим, складывая кривые полей отдельных фаз.

двойного полюсного шага

Г.

Если задаться еще несколькими моментами времени и таким же путем построить кривые полей, то, очевидно, получим, что за время одного периода Т ось поля переместится на 2 т, т. е. обмотка создает вращающееся магнитное поле. Скорость вращения поля, выраженная числом оборотов в минуту

где / — частота тока;

р — число пар полюсов. Рис. 2-30 показывает,

что магнитное поле обмотки получилось несинусоидальным, и поэтому обмотки с одной катушкой на пару полюсов и фазу не применяются.

Рассмотрим, какое влияние на вид кривой поля оказывает замена катушек катушечными группами. Предположим, что катушечная группа имеет три катушки с диаметральным шагом (рис. 2-31). Задаваясь каким-нибудь значением тока, строим кривую м. д. с для каждой катушки в отдельности и, складывая затем эти кривые, получим результирующую м д. с всей катушечной группы. Эта кривая показывает, что на участках г — д, ж — а и б — а результирующая м. д. с. является суммой м. д. с. отдельных катушек (на рисунке направление действия м. д. с показано стрелками). На участках расположения сторон катушек б — г и д — ж (фазных зонах) результирующая м. д. с всегда меньше суммы м. д. с. катушек. Таким образом, замена одной катушки катушечной группой ухудшает использование обмотки, но делает кривую поля более синусоидальной.

Обычно отношение м. д. с. катушечной группы к м. д. с одной катушки с тем же числом витков называют обмоточным коэффициентом распределения. Он всегда меньше единицы.

Предположим теперь, что в фазе I ток имеет максимальное значение, тогда в фазах II и III он будет в два раза меньше и будет иметь противоположное направление. Построим результирующую м. д. с. всей обмотки по кривым м. д. с фаз I, II и III (рис. 2-32). Складывая эти кривые, получим результирующую м. д. с. всей обмотки, которая гораздо ближе к синусоиде, чем кривые результирующих м. д. с. рис. 2-30. Это означает, что с увеличением числа катушек в катушечной группе кривая м. д. с., а следовательно, и кривая вращающегося магнитного поля, приближаются к синусоиде.