Лабораторна робота №15
Дослідження обмоток електричних машин змінного струму
Мета роботи
Вивчення схем обмоток машин змінного струму.
План виконання роботи
1. Розрахувати та накреслити схему однієї з трифазних одношарових обмоток за завданням викладача (евольвентної, ланцюгової обмотки, обмотки «у розвалку» або концентричної) з числом пар полюсів р = 2, 3 або 6, якщо число пазів статора Z= 36. Побудувати зірку пазових ЕРС.
2. Накреслити схему з'єднання активних провідників обмотки стосовно кільцевих котушок, покладених на статорі експериментального двигуна.
3. Виконати з'єднання провідників, виведених на затискачі, згідно зі схемою п. 2.
4. З'єднати фазні обмотки в зірку, включити в мережу та на холостому ході переконатися, що частота обертання ротора відповідає заданому числу полюсів обмотки.
5. За тих же вихідних даних розрахувати та побудувати схему двошарової петльової обмотки з діаметральним або укороченим кроком (за завданням викладача).
Методичні вказівки
Якщо встановлено число пазів статора, число пар полюсів р, схема обмотки будується в такому порядку:
1. Наносять пази на поверхню розгортки статора.
2. Розбивають довжину кола статора на полюсні розподіли за пазами.
3. Виділяють фазні зони з числом пазів на полюс і фазу зі зсувом між фазними зонами фаз А, В і на кут 2/3p або на пазів.
4. З'єднують провідники, що належать однойменним фазним зонам у такій послідовності, при якій забезпечується симетрія обмоток і мінімальна довжина лобових частин, а ЕРС провідників, що лежать в однойменних фазних зонах (наприклад, А і А', В і В', С і С' ) на сусідніх полюсних поділах складається.
На рис. 15.1 показанорозбивка на фазні зони кола статора при Z = 12, р = 2 та наведено схеми з'єднання провідників для одношарових обмоток.
(А) - евольвентна обмотка,
(Б) – ланцюгова обмотка,
(В) – обмотка «у розвалку»,
(Г) – концентрична обмотка.
Мал. 15.1. Схеми з'єднання провідників одношарових обмоток.
З рис. 15.1 видно, що за однієї і тієї ж розбивці на фазні зони провідники можуть бути з'єднані по-різному. Залежно від порядку з'єднання провідників і форми, що надається лобовим частинам, і розрізняють чотири типи обмоток.
Мал. 15.2. Мал. 15.3.
На рис. 15.2 представлена діаграма пазових ЕРС, однакова всім чотирьох обмоток. Вектори ЕРС пазів зрушені на однакові кути. ЕРС фази являє собою геометричну суму ЕРС провідників, розташованих у пазах, що належать до однієї фазної зони.
Обмотка асинхронного двигуна експериментальної установки виконана у вигляді ряду кільцевих котушок. Одна сторона кожної лежить у пазу, друга, яка не є активною, намотана навколо спинки статора. Початки та кінці всіх котушок виведені на клемну панель. На рис. 15.3 схематично показано розташування таких котушок на статорі з 12 пазами. Експериментальна машина має 36 пазів. Завдяки відсутності багатовиткових жорстких лобових з'єднань, властивих обмоткам, тут можливе з'єднання пазових котушок у будь-якій послідовності, зручній для збирання схеми. На рис. 15.1д показана схема з'єднання котушок за допомогою коротких перемичок.
Розглянуті схеми одношарових обмоток виконуються з діаметральним кроком, тобто. однойменні фазні зони (А і А', В і В', С і С') зрушені на відстань полюсного поділу. Обмотки мають властивості діаметральнихобмоток навіть у тому випадку, коли їх котушки виконуються з укороченим кроком (схема рис. 15.1в).
Двошарові обмотки можуть бути виконані як з діаметральним, так і з укороченим кроком. При укороченому кроці двошарову обмотку можна як дві однослівні обмотки з діаметральним кроком, зсунуті друг щодо друга на (t - у). На рис 15.4 показаний порядок розбивки на фазні зони кола статора для побудови двошарової обмотки петльової з укороченим кроком і схема обмотки для однієї фази. Тут Z = 12, 2р = 2, t = 6 пазів, y = 5 пазів, t - у = 1 паз. Інші фазні обмотки будуються аналогічно зі зсувом щодо першої на 2/3p або пазів.
Зміст звіту
1. Розрахункові формули.
2. Схема заданої обмотки.
3. Спрощена схема обмотки.
Контрольні питання
1. Розрахуйте та накресліть схему трифазної одношарової обмотки з такими даними:
а) евольвентна обмотка: Z = 24, p = 2;
б) ланцюгова обмотка: Z = 24, р = 2;
в) обмотка "у розвалку": Z = 24, р = 1;
г) концентрична обмотка: Z = 18 р = 3;
При побудові схеми обмотки достатньо викреслити всі з'єднання однієї фази і вказати початку двох інших фаз.
2. Порівняйте між собою одношарові обмотки різних типів щодо витрати міді, за симетрією фаз.
4. Переваги та недоліки двошарових та однослівних обмоток.
5. Визначте обмотувальний коефіцієнт обмотки, яку ви розраховували та збирали на моделі в лабораторії.