Классификация обмоток

В современных машинах постоянного тока якорная обмотка укладывается в пазах на внешней поверхности якоря. Такие обмотки называются барабанными. Основным элементом обмотки якоря является секция. Секция состоит из одного или нескольких витков и присоединяется своими концами к коллекторным пластинам. Между собой секции соединяются последовательно, образуя замкнутую обмотку.

В зависимости от внешнего очертания схемы соединения секций обмотки якоря подразделяются на петлевые и волновые (рис. 6.2).

Для удобного расположения лобовых частей секции выполняются в двух плоскостях так, что одна сторона секции располагается в верхней части паза, а другая - в нижней, аналогично секциям обмоток машин переменного тока (рис. 3.1). Такие обмотки называются двухслойными.

При построении схемы обмотки якоря используют ее плоское изображение, когда якорь разделен по осевой линии и развернут (рис. 6.3). Стороны секции, расположенной в верхней части паза, обозначаются сплошной линией, а в нижней - пунктирной. Будем предполагать, что такой якорь движется относительно неподвижных полюсов справа налево, а полюсы находятся перед плоскостью чертежа. При этом ЭДС в проводниках будет направлена вниз под северным полюсом и вверх - под южным. Индуцируемая ЭДС секции максимальна, если ширина секции равна полюсному делению ,, так как в этом случае секция сцеплена с полным потоком полюса. Шаг секции обычно выражается в зубцовых или пазовых делениях, целое число.

6. Искрение. Коммутация. Коллектор и щетки машины постоянного тока образуют скользящий контакт, через который осуществляется связь между вращающейся обмоткой якоря и неподвижной внешней электрической цепью машины. При работе электрической машины снятие тока с коллектора или подвод тока к нему из сети обычно сопровождается определенным искрением под щетками и на коллекторе. Причины этого искрения могут быть механическими, которые имеют место из-за вибрации, изменения геометрической формы коллектора (эллиптичности), плохой стяжки пластин, шероховатости его поверхности и из-за выступания слюдяных изолирующих прокладок над пластинами. или коммутационными. Коммутацией в электрических машинах называется вся совокупность явлений при изменении направления тока в секциях обмотки якоря во время замыкания щетками этих секций накоротко. Для токов коммутируемой секции согласно первому закону Кирхгофа можно написать следующие уравнения: По сравнению с сопротивлением щёточного контакта активное сопротивление провода коммутируемой секции мало, поэтому при анализе им можно пренебречь. Сопротивление щеточного контакта под первой коллекторной пластиной обозначим r1, под второй — r2. Согласно второму закону Кирхгофа для короткозамкнутой секции , где Σ Е — сумма ЭДС, наведенных в коммутируемой секции. Подставляя (2.14) в (2.15), получаем выражение для тока коммутируемой секции

I = I_Л + I_Д, где I_{Л ­}– линейная составляющая тока коммутации, I_Д – добавочная составляющая, состоящая из суммы ЭДС и сопротивлением контура коммутируемой секции

Причины искрения могут быть механическими и электрическими. Основная механическая причина искрения – это ухудшение контакта между коллектором и щетками.

Электрической причиной является неудовлетворительная коммутация. Коммутацией в электрических машинах называется совокупность явлений происходящих при изменении направления тока в секциях обмотки якоря во время замыкания щетками этой секции накоротко.

Время, в течение которого секция обмотки вращающегося якоря замкнута щеткой накоротко, называется периодом коммутации:

,