ВИКОНАННЯ ОБМОТОК СТАТОРА І РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГУНА
Мета роботи - знайомство зі способами розрахунку та практичного виконання обмоток асинхронного двигуна.
Обладнання та прилади
Обмотка статора виконується на макеті статора, а обмотка ротора на макеті ротора.
Зміст роботи
1.На основі отриманого завдання виконати розрахунок обмотки.
2.Накреслити зірку пазовихЕРС і зробити розподіл пазів по фазах.
3.Виконати розгорнення кожної фази окремо і приступити до намотування обмотки.
4.Перевірити функціонування виконаної обмотки на стенді.
5. Розрахувати обмотувальні коефіцієнти.
Пояснення до роботи
На базі відомостей про конструкцію різних видів обмоток та відповідно до завдання приступити до практичного виконання обмотки статора або ротора.
Обмотки статора та ротора асинхронної машини виконують дві функції:
1.СтворюютьМДС та магнітне поле в машині.
2.Служать тим елементом, в якому індуктуєтьсяЕРС машини.
Одна й та сама обмотка здатна виконувати і ту, і іншу функцію.
Будь-яка обмотка статора чи ротора складається з наступних елементів: активний провідник, виток, секція (котушка), котушкова група.
Два активні провідники, розташовані на відстані полюсного кроку і з'єднані послідовно, створюють виток.
Декілька послідовно з'єднаних витків, які мають загальну ізоляцію, створюють секцію (котушку).
Декілька послідовно з'єднаних і розташованих у сусідніх пазах секцій створюють котушкову групу.
Кожна фаза обмотки створюється однією чи кількома котушковими групами.
Обмотки машин змінного струму бувають одношаровими або двошаровими.
Якщо активний бік секції повністю заповнює паз, тотака обмотка називається одношаровою. У такій обмотці число секцій(S) у два рази менше від кількості пазів(Z).
Якщо в одному пазу містяться активні сторони двох різних секцій, то обмотка називається двошаровою.
Число секцій(S) у двошаровій обмотці дорівнює числу пазів(Z)статора або ротора.
Розрахунок обмоток всіх типів виконується з використанням певних формул, ілюструється зіркою пазовихЕРСі завершується схемою-розгорткою відповідної обмотки.
Як зазначалося вище, ширина секції обмотки повинна приблизно дорівнювати полюсному поділу статора або ротора:
,
деZ - число пазів статора чи ротора;
p - кількість пар полюсів машини.
Фактична ширина секції називається кроком обмотки(y).Якщоy=τ, обмотка має діаметральний крок; приy 1 розподіленою. Розподіл обмотки виконують також з метою поліпшення форми кривоїМДС іЕРС. У разі коли обмотка розподілена і її провідники розміщені в різних пазах ,ЕРС обмотки зменшується пропорційно коефіцієнту розподілу:
Обмотковий коефіцієнт враховує скорочення кроку та розподіл обмотки:
.
Знаючи кут пазового зсуву легко визначити число пазів, що відповідає куту120°:
Саме на це число пазів фазаВ зміщена щодо фазиА, а фазаС щодо фазиВ.
За формою виконання секцій одношарові обмотки поділяють на рівносекційні (або шаблонні) та концентричні.
У рівносекційних обмотках всі секції однакові виконуються однією шаблоні.
За формою вигину лобових частинрівносекційні обмотки можуть бути евольвентні та ланцюгові.
У концентричних обмотках секції, що входять до котушкової групи, мають різну ширину (крок) і вкладаються концентрично одна в іншу.
За кількістю вигинів лобових частин концентричні обмотки бувають двоплощинні та триплощинні.
При парному числі пазів на полюс і фазу є можливість і концентричні, і рівносекційні обмотки виконувати «врозряд». У цьому випадкуq/2 секцій мають лобові частини, спрямовані в один бік, а іншіq/2 секцій мають лобові частини, спрямовані у протилежний бік.
Розрахунок концентричної двоплощинної обмотки:
Z=24;
p=2;
m=3;
Обмотка концентрична
На рис.1.1 показана зірка пазовихЕРС, яка виконується на одну пару полюсів. Оскільки в завданні вказано дві пари полюсів, на зірці пазовихЕРС кожному вектору відповідають два номери пазів.
Якщо одна із сторін секції (рис.1.2) буде покладена в паз1, то протилежна сторона секції рівносекційної обмотки повинна зайняти паз(1+у)=7, інша секція повинна зайняти пази2 та8.
Однак у концентричній обмотці секції мають різну ширину і займають пази1 і8,2 і7.
Відповідно до зірки пазовихЕРС фазіА належать і пази13,14,19,20, де буде розміщена інша котушкова група фазиА-Х (рис.1.2 ).
 |
Малюнок 1.1 – Зірка пазових ЕРС.
 |
Малюнок 1.2 - Схема однієї фазиодношарової двоплощинної обмотки
Для виконання іншої фази необхідно зробити зсув на120°, або4паза, тобто. фазаВ матиме початок у пазу5 і займатиме пази5,6,11,12 і17,18,23,24.
ФазаСповинна мати початок у пазу9. Повна схема одношарової концентричної обмотки наведена на рис. 1.3.
 |
Малюнок 1.3-Схема трифазної одношарової двоплощинної обмотки
На рис. 1.4 показано ланцюгова рівносекційна обмотка за даними попереднього прикладу. Зірка пазовихЕРС залишається тією ж, що й у попередньому випадку. Однак усі секції мають однаковий розмір та форму.
Малюнок 1.4. – Схема трифазної ланцюгової рівносекційної обмотки
Двошарову обмотку можна отримати з одношарової з повним кроком, якщо кожну секцію розділити на дві і застосувати до них принцип розрядки.
Зазвичай у двошарових обмотках ліві сторони секцій займають верхню частину паза, а праві сторони – нижню.
На розгортці (на схемі) обмотки кожен паз зображується двома лініями. Верхня частина паза зображується суцільною лінією, нижня частина паза - штриховий.
Відповідно - ліва частина секції зображується суцільною лінією, а права - штриховий (рис.1.5).
За способом з'єднання секцій між собою двошарові обмотки поділяються на петлеві та хвильові. На (рис.1.5) представлений фрагмент петльової обмотки.
Принципово розрахунок двошарової обмотки нічим не відрізняється від розрахунку одношарової обмотки і тому, як приклад, можна використовувати ті ж дані, що в прикладі одношарової обмотки.
Розрахунок двошарової петльової обмотки:
Z=24;
p=2;
m=3;
Зірка пазовихЕРС показана на рис.1.1. Але слід мати на увазі, що у двошаровій обмотці крім верхніх частин паза:1,2,3. є ще й нижні частини:1`,2`,3`. .
Позначати нижні частини пазів на зірці пазовихЕРС не обов'язково, проте необхідно твердо пам'ятати, що нижні сторони секцій відстають від верхніх на відстані крокуy.
На рис.1.5 показана фазаАдвошарової петльової обмотки для зазначених вище даних.
Малюнок 1.5. – Схема однієї фази двошарової петльової обмотки
У зв'язку з тим, що у двошаровій обмотці кількість секцій вдвічі більша, ніж в одношаровій, удвічі більше виявляється і секційних груп. Дивись рис.1.2 та рис.1.5 у порівнянні.
Якщо крок обмотки повний (діаметральний) і нижні сторони секцій перебувають у пазах «своєї» фази, тобто. у пазах, де розміщені верхні сторони секцій тієї ж фази.
Якщо крок укорочений і частина нижніх сторін секцій однієї фази будуть розміщені в пазах іншої (наступної) фази.
На рис.1.5 показаний спосіб виконання двошарової петльової обмотки з діаметральним кроком. Характерною особливістю двошарової обмотки і те, що парні (друга, четверта) секційні групи входять у схему «вивернутому» стані.
Схема виконання обмотки фазиА-х, може бути записана таким чином:А, 1-7`, 2-8`, 7-13`, 8 -14`, 13-19`, 14-20`, 19-1`, 20-2`, Х.
На рис.1.6 показана повна схема трифазної двошарової петльової обмотки з діаметральним кроком.
Після виконання обмотки статора або ротора проводиться перевірка працездатності відповідної обмотки настенді (рис.1.7).
Малюнок 1.6. – Схема трифазної двошарової петльової обмотки
| M |
Малюнок 1.7-Схема для перевірки правильності виконання обмотки
1. За яким законом прагнуть виконати розподіл магнітної індукції вздовж повітряного зазору?
2. Що таке котушкова група?
3. Що мається на увазі під кутом фазної зони?
4. Що таке коефіцієнт розподілу обмотки?
5. З якою метою обмотки машин змінного струму виконують із укороченим кроком?
6. Що таке коефіцієнт укорочення обмотки?
7. Що таке зосереджена обмотка?
8. Що таке обмотковий коефіцієнт?
9. Яка обмотка називається шаблонною?
10. Що станеться, якщо на одній із фаз поміняти місцями початок і кінець?
У звіті подати:
1. Завдання, розрахунок обмотки та обмотувальних коефіцієнтів для
2. Зірку пазовихЕРС.
3. Схему обмотки.
4. Схему установки перевірки роботи обмотки.