Дробные обмотки

Получение малых скоростей путем увеличения числа пар полюсов (при q³1) в микромашинах невозможно из-за ограниченных габаритов последних. Это тем более затруднительно, что во многих случаях они выполняются на повышенные частоты (200, 400 и более герц). Использование обмоток с q < 1 позволяет решить задачу. Однако не всякое значение q даст положительный результат.

В нашем случае число пазов на полюс и фазу можно записать в виде

(6.1)

где: Z - число пазов статора; p - число пар полюсов; m - число фаз; с и d - положительные числа.

Для того чтобы получить удовлетворительные обмотки, надо выполнить ряд условий:

1)c и d должны быть несократимыми числами;

2)знаменатель дроби d не должен быть кратным числу фаз. Другими словами, для трехфазных обмоток d не должно быть кратным 3, а для двухфазных - четным числом;

3)d и р связаны соотношением , где t - целое число.

Иногда возникает задача выполнить обмотку с максимальным числом пар полюсов в статоре с заданным числом пазов Z. Тогда

(6.2)

В этом случае числитель дроби c выбирается из условия

(6.3)

Кривая НС обмоток с дробным q содержит большое число высших гармоник. Причем, чем ближе p к предельному значению, тем ярче выражены эти гармоники. Поэтому значительная часть момента двигателя теряется на преодоление тормозных составляющих. Энергетические показатели таких двигателей, как правило, невысокие.

В качестве примера выполним двухфазную обмотку с числом пазов Z = 12 и максимально возможным числом пар полюсов.

Решая (6.2), получаем

Из условия (6.3) находим числитель дроби с:

с > 5/2, т.е. с = 3.

Следовательно q = 3/5.

Шаг обмотки по пазам

Рис. 6.1. Звезда пазовых ЭДС

Находим угол сдвига пазовых ЭДС в электрических градусах

Строим звезду пазовых ЭДС (рис. 6.1) и разбиваем ее на фазные зоны (в нашем случае на 4). Рисуем пазы, указываем направление токов, приняв, что в зонах Y, A они текут вверх, а в зонах B, X – вниз (рис. 6.2)

Рис. 6.2. Схема дробной обмотки (q = 3/5)

Наконец соединяем катушки наиболее короткими перемычками и получаем нужную обмотку.

Рис. 6.3. Кривая намагничивающих сил дробной обмотки (q = 3/5)

На рис. 6.3 для момента времени, когда ток в фазах А и Y равен + , построена диаграмма НС. Видно, что кривая намагничивающих сил далеко не синусоидальная, т.е. она содержит большое число ярко выраженных гармоник. Однако обмотка все-таки создает магнитное поле с 10 полюсами.