Обмотки статора с дробным числом пазов на полюс и фазу

Для таких обмоток характерно неравенство

Чтобы понять физическую сущность этого неравенства, учтем, что реальная катушечная группа может быть выполнена только из целого числа катушек, поэтому обмотки статора двухполюсных машин не могут быть выполнены при В многополюсных машинах катушечные группы, расположенные под разными парами полюсов, могут иметь неодинаковое число катушек и тогда в среднем может получиться, что число катушек в катушечных группах не равно целому числу. Например, катушечная группа обмотки, расположенная под одной парой полюсов, одержит в себе две катушки, а другая катушечная группа под другой парой полюсов имеет три катушки. В средне получается, что

q = 2,5.

Обычно число катушек в катушечных группах, соединенных последовательно, отличается на единицу.

Обмотки с дробным q позволяют получить ЭДС практически синусоидальной формы. Это объясняется тем, что катушки фазы, расположенные под разными парами полюсов, смещены относительно друг друга на расстояние, не кратное двойному полюсному делению. Благодаря этому зубцовые гармонические ЭДС катушек сдвинуты по фазе во времени и суммируются геометрически.

Шаг катушки при дробном значении q ¹ ц.ч. может быть только укороченным. Действительно, шаг катушки, измеряемый в пазах, может быть только целым числом. Но этот шаг определяется формулой:

Поскольку mq ¹ ц.ч., то целому числу, то e ¹ 0, следовательно, шаг у может быть либо удлиненным, либо укороченным.

Дробное число q можно представить в виде: .

Здесь в; с; d – целые числа, а — правильная несократимая дробь.

Для симметрии обмотки статора каждая фаза обмотки в каждой параллельной ветви должна иметь одинаковое число катушек. Поэтому отношение должно быть равно целому числу. Но его можно представить в ином виде:

Эта величина представляет собой число последовательно соединенных катушек одной фазы. Её можно понимать и так: это комбинация из (bd+c) катушек, повторенная раз. В каждой комбинации из (bd+c) катушек имеется d катушечных групп. Из них с катушечных групп имеют по (в + 1) катушек, а остальные (d - c) катушечных групп – по «в» катушек. Естественно, что величина должна быть равна целому числу. Это по сути дела условие симметрии обмотки с дробным q. Можно показать также, что получения симметричной обмотки с дробным q необходимо выполнения неравенства:

Итак, для построения обмотки с дробным числом на полюс и фазу надо взять подряд (bd+c) катушек и соединить их в d катушечных групп. Из них – с больших по в + 1 катушек и (d - c) малых по в катушек. Нумерация и распределение катушечных групп по фазам выполняется аналогично обмоткам с целым q.

Рассмотрим пример.

Построим обмотку, у которой:

2р = 4; m = 3; q = ; Z = 2pmq = .

;

; a = 1.

В данном примере полюсное деление t также оказывается не целым числом. Представим величину q в виде дроби: .

В данном случае . Это три катушки в одной комбинации (bd+c). Из них с = 1 катушечная группа по

в + 1 = 1 + 1 = 2 катушки. d – c = 2 – 1 = 1 катушечная группа по в = 1 катушек.

Далее как и раньше делаем развертку статора, наносим на ней 18 пазов и укладываем 18 катушек с шагом у = 4. После чего соединяем катушки в катушечные группы так, чтобы поочередно повторялись одна (с = 1) большая катушечная группа по в + 1 = 2 катушки и одна (d – c = 1) малая катушечная группа по (в = 1) катушке. Затем распределяем катушечные группы по фазам А; В; С, нумеруем катушечные группы по порядку. Всего их должно быть как и раньше n_КГ = 2pm = 4 3 = 12.

Рисунок 3

Учитывая, что в каждой фазе имеется по две комбинации,

каждая из которых состоит из одной «малой» и одной «большой» катушечной группы, можно предусмотреть и две параллельные ветви в каждой фазе. Упрощенная схема для такой обмотки не отличается от упрощенных схем обмоток с целым q.