Обмотка фазного ротора

Тип обмотки и общие положения. Обычно в роторах применяют двухслойную волновую обмотку из медных изолированных стержней прямоугольного поперечного сечения. В пазу располагают по два стержня (один над другим, большей стороной по высоте паза). Следовательно, количество проводников в пазу N _п2 = 2. Если по расчету сечение эффективного стержня получается больше 100 мм², то его разделяют на два элементарных; тогда по ширине паза располагают два

стержня, изолированных вместе. Основные свойства двухслойных волновых обмоток ротора и методы выполнения их подробно освещены в [8; 22]. На рис. 9-14 приведена для примера развернутая схема двухслойной волновой обмотки фазного ротора. Количество пазов ротора z₂ должно выбираться с учетом рекомендаций, приведенных в § 9-3, и, в частности, табл. 9-12. Количество пазов на полюс и фазу ротора q₂ определяется по (9-8). Обмотка имеет одну параллельную ветвь а ₂ = 1. Количество последовательно соединенных витков обмотки одной фазы

 . (9-101)

Шаги обмотки для целого и дробного q ₂ находят следующим образом. При целом q ₂ шаги секций с передней (со стороны выводов) и с задней стороны у _п2 и у’ _п2 принимаются равными 3 q ₂, а шаг в конце обхода ротора укороченный: у’’ _п2 = 3 q ₂ – 1. При дробном q ₂ шаг обмотки с передней стороны у _п2 = 3 q ₂ – 1/2, с задней у’ _п2 = 3 q ₂ + 1/2, а шаг в конце обхода у’’ _п2 = 3 q ₂ – 1/2. Обмотка с дробным q ₂ считается обмоткой с укороченным шагом; при этом ₂ ≈ 0,96. Коэффициенты распределения k _р2, укорочения k _у2 и обмоточный коэффициент k _об2 определяются так же, как для обмотки статора по (9-9), (9-12), (9-13) с заменой q ₁ на q ₂, z ₁ на z ₂, ₁ на ₂.

Рис. 9-14. Схема двухслойной волновой обмотки фазного ротор (одной фазы)

Z₂=36; 2p=4; q₂=3;

Таблица 9-19

Таблица 9-20

Коэффициент трансформации ЭДС и тока

(9-102)

Электродвижущая сила обмотки (В)

(9-103)

При соединении обмотки ротора в звезду напряжение на кольцах (В)

(9-104)

Для уменьшения тока, проходящего через кольца, и соответственно потерь в щеточном контакте рекомендуется выбирать отношение напряжения к току кольца = 0,6÷2,5 (большие значения для больших двигателей), но U_к должно быть не больше 1200 В.

На контактных кольцах асинхронного двигателя с фазным ротором устанавливаются металлографитные щетки марки МГ4.

Обмотка фазного ротора с прямоугольными полузакрытыми пазами. Прямоугольные полузакрытые пазы фазного ротора имеют форму, показанную на рис. 9-15.

Рис.9-15. пазы фазного ротора прямоугольные полузакрытые

Они применяются в электродвигателях с h≥ 225 мм. Для нахождения ширины зубца в наиболее узком месте b _з2min следует принять значение индукции в этой части зубца В’ _з2max по табл. 9-19 и определить предварительное значение b’ _з2min по (9-83). Предварительное значение высоты паза ротора h’ _п2 берут по табл. 9-20.

Этим определяется предварительное значение высоты спинки ротора h’ _с2 и магнитная индукция в спинке ротора В’ _с2, которая не должна превышать 1,6 Тл. Затем находят предварительную ширину паза и допустимые высоту и ширину стержня обмотки ротора. Определяют ближайшие стандартные размеры стержня и его сечение. Потом устанавливают окончательные размеры зубцовой зоны, высоту спинки ротора, индукции и размеры катушки обмотки.

Ниже приведены (для классов нагревостойкости B, F и Н) значения общей толщины изоляции в пазу ротора по высоте и ширине h _и2 и 2 b _и2, включающие толщину изоляции стержня, размеры прокладок и припусков на укладку:

Значение h _и2 не учитывает высоту клина h _к2. Размеры следует принимать такими: для клина h _к2 = 2 мм (при h≤ 250 мм), h _к2 = 2,5 мм (при h= 280÷355 мм), h _к2 = 3,5 мм (при h >355 мм); для шлица h _ш2 = 1,0 мм, b _ш2 = 1,5 мм. Конструкция изоляции обмоток фазного ротора представлена в приложении 22. Размеры прямоугольных полузакрытых пазов ротора и расположенных в них проводов рассчитывают в такой последовательности:

Предварительные значения
Высота паза (мм)	h’ п2 – по табл. 9-20
Высота спинки ротора (мм)	h’ с2 – по (9-67)
Магнитная индукция в спинке ротора (Тл)	В’ с2 – по (9-68)
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора (мм)	t 2 – по (9-69)
Магнитная индукция в наиболее узком месте зубца, ротора (Тл)	B’ з2max – по табл. 9-19
Ширина зубца в наиболее узком месте (мм)	b’ з2min – по (9-83)
Ширина паза, (мм)	b’ п2 – по (9-84)
Размеры стержня по высоте, (мм)		(9-105)
То же, по ширине (мм)		(9-106)
Ближайшие стандартные размеры стержня (мм) и его сечение (мм2)	h ст, b ст, S ст, – по приложению 2
Количество элементарных стержней в одном эффективном	Обычно с 2 = 1; при S ст ≥100 мм2 можно принять с 2 = 2, 3 и 4
Уточненные значения
Высота паза (мм)		(9-107)
Ширина паза, (мм)		(9-108)
Высота спинки ротора (мм)	h с2 – по (9-67)
Магнитная индукция в спинке ротора (Тл)	В с2 – по (9-68)
Ширина зубца в наиболее узком месте (мм)	b з2min – по (9-90)
Магнитная индукция в наиболее узком месте зубца, (Тл)	B’ з2max – по (9-91)
Среднее зубцовое деление ротора (мм)		(9-109)
Средняя ширина катушки обмотки (мм)		(9-110)
Средняя длина лобовой части катушки обмотки (мм) при U к ≤750 В		(9-111)
при U к>750 В		(9-112)
Средняя длина витка обмотки (мм)		(9-113)
Вылет лобовой части обмотки (мм): при U к ≤750 В		(9-114)
при U к>750 В		(9-115)
Здесь у п. ср2 – средний шаг секции по пазам, равной полусумме шагов с передней и с задней стороны; h c и b c = 0,3 для h≤ 350 мм, а h c и b c = 0,35 мм для h≥ 400 мм

Пример расчета машины