Типы обмоток якоря, основные определения.

Якорные обмотки бывают двух типов: кольцевого и барабанного. Кольцевые обмотки обматывают полый цилиндр якоря по его наружной и внутренней поверхности. Проводники на внутренней поверхности якоря не участвуют в создании ЭДС, так как они не пронизываются основным магнитным полем. В связи с этим использование таких обмоток весьма ограничено. Обмотки, у которых все проводники активны и располагаются на внешней поверхности якоря называются барабанными.

Элемент обмотки – секция, которая в электрическом понимании состоит из витков, соединённых последовательно. Все витки секции укладываются в два паза. Таким образом секция состоит из двух пазовых частей – сторон, двух лобовых частей и двух выводных концов, которые соединяются с пластинами коллектора.

Несколько (u_п) секций, располагающихся в одних и тех же пазах, имеют общую изоляцию и называются катушкой. Каждая из этих u_п секций занимает в пазу определённое место - элементарный паз. Катушки укладывают в пазы в два слоя: одну сторону укладывают в верхнем слое одного паза, другую – в нижнем слое другого паза.

Секции соединяются в обмотке определённой последовательности. В зависимости от этого обмотки машин постоянного тока подразделяют на петлевые, волновые и комбинированные. Петлевые и волновые обмотки в свою очередь подразделяются на простые и сложные. От типа обмотки зависит число параллельных ветвей 2a, что определяет её область применения. (Число параллельных ветвей измеряется по отношению к выводам обмотки во внешней цепи. В машине постоянного тока эти параллельные ветви включают коллекторные пластины и щётки, замыкающие одну-две коллекторные пластины.)

Обмоточные шаги задают последовательность соединения секций:

1. y₁ – первый частичный шаг, равный расстоянию между сторонами секции. Этот шаг определяет ширину секции. Сторона секции в верхнем слое паза называется начальной стороной секции, а в нижнем слое – конечной стороной секции.

2. y₂ – второй частичный шаг, равный расстоянию между конечной стороной данной секции и начальной стороной последующей секции, с которой она должна быть соединена.

3. y – результирующий шаг, равный расстоянию между началами секций.

4. y_к – шаг по коллектору, равный расстоянию между точками подсоединения проводников секции к коллектору.

Шаги обмотки измеряют в элементарных пазах, а шаг по коллектору – в коллекторных делениях. Все шаги – целые числа.

Шаг y₁ выбирают так, чтобы стороны находились под полюсами разной полярности, причём для экономии провода – под соседними полюсами. Таким образом y₁ примерно равно полюсному делению τ_п:

Z_э = Z∙u_п – число элементарных пазов; Z – число пазов;

ε – правильная дробь, при которой y₁ – целое число.

Если y₁ = τ_п, то шаг обмотки называют диаметральным. y₁ < τ_п – укороченный шаг; y₁ > τ_п – удлинённый шаг.

К каждой коллекторной пластине подсоединяются два вывода от двух секций: конец одной секции и начало следующей по схеме секции. Поэтому можно считать, что y = y_к.

Число элементарных пазов Z_э, число секций S, число коллекторных пластин K равны друг другу: Z_э = S = K.

Правила изображения схем-развёрток обмоток:

1. На схеме условно изображаются секции обмоток, коллекторные пластины и элементарные пазы, а также в произвольном месте под пазами – полюса (северные и южные), линии геометрической нейтрали, щётки, уравнительные соединения и скорости перемещения всех этих элементов;

2. Секции для упрощения изображения рисуются одновитковыми (с одной лобовой частью);

3. В элементарные пазы укладываются стороны двух секций в два слоя, поэтому сторона лежащая в верхнем слое элементарного паза изображается сплошной линией, а в нижнем слое – штриховой;

4. Пластины коллектора и элементарные пазы нумеруются. Номер пластины совпадает с номером паза, в котором расположена начальная сторона секции, соединённая с этой пластиной;

5. Если нумеруются стороны секций, то сторона в верхнем слое паза нумеруется также как и паз, а в нижнем слое – имеет номер паза со знаком штриха (напр., 13′);

6. Полюсы обычно занимают (0,75-0,85)τ_п.