Синусные обмотки

С и н у с н ы м и называются однослойные концентрические обмотки, число проводников которых распределяется по пазам по определенному закону. В результате кривая намагничивающей силы получается весьма близкой к синусоиде.

Используется различное распределение проводников по пазам: треугольное, трапецеидальное. Однако наилучший результат дает синусоидальный закон: n_i = w_maxsin (2i-1)p/z, где n_i- число витков в i-ом пазу; i-номер паза, считая от оси обмотки; w_max-максимальное число витков фазы. Найдем значение w_maxна примере обмотки ротора ПТ (рис.6.12).

На рис. 6.13 построена кривая распределения НС этой обмотки. Обратите внимание на высоты прямоугольников, составляющих ступенчатую трапецию НС. Они разные, поскольку разные числа витков катушек обмотки. Разложив кривую НС в ряд Фурье, получим амплитуду первой гармоники

Взяв по справочнику значения сумм,

Сравнивая это выражение с общеизвестным выражением НС распределенной однофазной обмотки, получим w_max = 4w_эф/z. Здесь w_эф- эффективное число витков фазы.

Гармонический анализ кривых НС синусных обмоток показывает, что они содержат гармоники весьма высоких порядков n = zn ± 1 (n = 1, 2,...). Так, например, для поворотного трансформатора с числом пазов на статоре 20 и на роторе 12 порядки гармоник будут:

z_c = 20; n_c = 19, 21, 39, 41, 59, 61, 79, 81,...

z_p = 12; n_p = 11, 13, 23, 25, 35, 37, 47, 49, 59, 61,...

Видно, что электромагнитная связь между обмотками статора и ротора начинается с 59-й и 61-й гармоник, являющихся общими для них. Учитывая столь высокие порядки, а также значительное ослабление гармоник за счет скоса пазов, можно быть уверенным в высоком качестве кривых НС поворотных трансформаторов с синусными обмотками.