Устройство статора синхронной машины и основные понятия об обмотках статора

Статор бесколлекторной машины переменного тока состоит из корпуса, сердечника и обмотки.

Сердечник имеет шихтованную конструкцию и представляет собой пакет штампованных пластин из электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Пластины покрыты тонким слоем лака. На внутренней поверхности сердечника статора имеются продольные пазы, в которых располагаются проводники обмотки статора, выполненной из меди.

Несколько последовательно соединенных витков образуют катушки, а несколько катушек — обмотку.

Обмотка, в которой индуцируется ЭДС при пересечении ее проводниками магнитного поля, называется якорной.

Она может располагаться как в пазах статора, так и в пазах ротора.

Ротор с якорной обмоткой называется якорем. Он используется, в основном, в коллекторных электрических машинах постоянного тока и низковольтных синхронных машинах. Размещение проводников в пазах позволяет надежно закрепить их, до минимума уменьшить воздушный зазор между статором и ротором и создать значительный магнитный поток при той же МДС. В высоковольтных синхронных генераторах и двигателях якорная обмотка располагается в пазах статора, что дает возможность обеспечить надежность ее изоляции.

На рис. 2.3показан ротор с одним витком обмотки. Часть витка 2, находящаяся вне активной зоны (зоны полюсов), называют лобовой. Дугу окружности, приходящуюся на один полюс, называют полюсным делением τ.

2

Рис. 2.3. Ротор с одним витком обмотки

Требования к обмоткам статора:

1. Наименьший расход обмоточной меди.

2. Удобство и минимальные затраты в изготовлении (технологические).

3. Форма кривой ЭДС, наводимой в обмотке статора, должна быть практически синусоидальной.

Индексы параметров статора будем обозначать цифрой 1, а индексы параметров ротора будем обозначать цифрой 2.

Многофазная обмотка статора состоит из m₁ фазных обмоток. Для трехфазной обмотки m₁=3. Каждая из обмоток занимает пазов, где z₁ – общее число пазов сердечника статора. Каждая фазная обмотка представляет собой разомкнутую систему проводников.

(2.5)

где D₁ - внутренний диаметр статора.

Полюсное деление – это, по сути, расстояние по дуге внутренней расточки статора между осями двух соседних полюсов.

Расстояние по внутренней поверхности статора между пазовыми сторонами катушки называют шагом обмотки по пазам y_{1 .}

Шаг обмотки называют полным или диаметральным, если он равен полюсному делению

(2.6)

Если y₁<τ, то шаг обмотки называется укороченным. У катушки с укороченным шагом ЭДС меньше, чем у катушки с полным шагом. Для наглядного изображения катушек и их соединений обычно пользуются развернутыми схемами обмоток. На такой схеме цилиндрическую внутреннюю поверхность статора вместе с обмоткой условно развертывают на плоскости, а все катушки изображают одновитковыми в виде прямых линий.