Váltóáramú villamos gépek állórész és forgórész tekercselése

Elektromos termék (eszköz) tekercselése — meghatározott módon elhelyezett és összekapcsolt tekercsek vagy tekercsek halmaza, amelyet mágneses mező létrehozására vagy felhasználására, vagy egy elektromos termék (eszköz) adott ellenállási értékének elérésére terveztek. elektromos termék (eszköz) - egy elektromos termék (eszköz) vagy annak egy része, külön szerkezeti egységként készült tekercs (GOST 18311-80).

A cikk a váltakozó áramú elektromos gépek állórész- és forgórész-tekercseinek berendezéséről szól.

Az állórész tekercseinek térbeli elrendezése:

Mókusketrec rotor:

Az 1. ábrán vázlatosan látható egy tizenkét hornyos állórész, amelyek mindegyikében egy-egy vezeték van elhelyezve. 1, a. A sodrott vezetékek közötti kapcsolatok a három fázis közül csak az egyiknél vannak feltüntetve; a tekercs A, B, C fázisának kezdete C1, C2, C3 jelzéssel van ellátva; vége – C4, C5, C6.A tekercs csatornákban elhelyezett részeit (a tekercs aktív része) hagyományosan rudak formájában ábrázoljuk, a hornyokban lévő vezetékek közötti kapcsolatokat (végcsatlakozások) pedig folytonos vonallal ábrázoljuk.

Az állórész magja üreges henger alakú, amely elektromos acéllemezekből készült köteg vagy kötegek sorozata (szellőzőcsatornákkal elválasztva). A kis és közepes méretű gépeken minden lap gyűrű formájában van bélyegezve, a belső kerület mentén hornyokkal. ábrán. Az 1., b. ábrán egy állórészlemez látható, amelyen az egyik használt forma hornyai vannak.

Rizs. 1. A tekercs elhelyezkedése az állórész réseiben és az áramok eloszlása ​​a vezetékekben

Legyen az első fázis iA áramának pillanatnyi értéke egy adott időpontban maximum, és az áram a C1 fázis elejétől a C4 végéig irányul. Ezt az áramot pozitívnak fogjuk tekinteni.

Meghatározva a fázisokban a pillanatnyi áramokat a forgóvektorok vetületeként a fix tengelyen ON (1. ábra, c), azt kapjuk, hogy a B és C fázisok áramai egy adott pillanatban negatívak, azaz irányítottak. a fázisok végétől az elejéig.

Vessük nyomon az ábrán. 1d forgó mágneses tér kialakulása. Jelen pillanatban az A fázis árama az elejétől a végéig irányul, vagyis ha az 1. és 7. vezetékben a rajz síkján kívül hagy minket, akkor a 4. és 10. vezetékben a sík mögé megy. a rajzról nekünk (lásd 1. ábra, a és d).

A B fázisban az áram ebben az időpontban a fázis végétől a kezdetéig halad.A második fázis vezetékeit az első mintája szerint összekötve elérhető, hogy a B fázis árama áthaladjon a 12, 9, 6, 3 vezetékeken; ugyanakkor a 12 és 6 vezetékeken keresztül az áram a rajz síkján kívül hagy minket, és a 9 és 3 vezetékeken keresztül - hozzánk. A B fázisból vett minta felhasználásával képet kapunk a C fázis áramainak eloszlásáról.

Az áramok irányát a 3. ábra mutatja. 1, d; szaggatott vonalak mutatják az állórész áramai által generált mágneses erővonalakat; a vonalak irányát a jobb oldali csavarszabály határozza meg. Az ábrán látható, hogy a vezetékek négy, azonos áramirányú csoportot alkotnak, és a mágneses rendszer 2p pólusainak száma négy. Az állórész azon részei, ahol a mágneses vonalak elhagyják az állórészt, az északi pólusok, és azok a régiók, ahol a mágneses vonalak belépnek az állórészbe, a déli pólusok. Az egyik pólus által elfoglalt állórészkör ívét pólusszétválasztásnak nevezzük.

A mágneses tér az állórész kerületének különböző pontjain eltérő. A mágneses tér eloszlásának mintázata az állórész kerülete mentén periodikusan megismétlődik minden kétpólusú elválasztáson. A 2 ívszög 360 elektromos fok. Mivel az állórész kerülete körül p kétpólus-osztás van, 360 geometriai fok egyenlő 360 p elektromos fokkal, és egy geometriai fok p elektromos fokkal.

ábrán. Az 1d ábra a mágneses vonalakat mutatja egy bizonyos fix időpillanatban. Ha a mágneses tér képét több, egymás utáni időpillanatban nézzük, megbizonyosodhatunk arról, hogy a mező állandó sebességgel forog.

Határozzuk meg a mező forgási sebességét.A váltakozó áram periódusának felével megegyező idő elteltével az összes áram iránya megfordul, aminek következtében a mágneses pólusok megfordulnak, vagyis az időtartam felében a mágneses tér a fordulat töredékével elfordul. Az állórész mágneses mezőjének forgási sebessége, azaz a szinkron sebessége (fordulat per perc)

A póluspárok p száma csak egész szám lehet, ezért például 50 Hz frekvencián a szinkron sebesség 3000 lehet; 1500; 1000 ford./perc stb.

Rizs. 2. Háromfázisú egyrétegű tekercselés részletes rajza

A váltakozó áramú gép tekercseit három csoportra oszthatjuk:

1) orsótól orsóig;

2) mag;

3) speciális;

A speciális tekercsek a következők:

a) rövidzárlat mókusketrec formájában;

b) egy aszinkron motor tekercselése eltérő számú pólusra való kapcsolással;

c) aszinkron motor tekercselése anti-csatlakozásokkal stb.

A fenti felosztáson kívül a tekercsek számos más tulajdonságban különböznek, nevezetesen:

1) a kivitelezés jellege szerint – kézi, mintás és félmintás;

2) a horonyban való elhelyezkedés szerint - egyrétegű és kétrétegű;

3) a rések pólusonként és fázisonkénti számával – q egész számmal rendelkező tekercsek pólusonként és fázisonként, valamint q törtszámú tekercsek.

A tekercs egy olyan áramkör, amelyet két sorba kapcsolt vezeték alkot. A szakasz vagy tekercselés sorba kapcsolt menetek sorozata, amelyek két résben helyezkednek el és közös szigeteléssel a testtől.

A szakasznak két aktív oldala van. A bal oldali aktív oldalt a szakasz (tekercs) kezdetének, a jobb oldalt pedig a szakasz végének nevezzük. A szelvény aktív oldalai közötti távolságot metszetemelkedésnek nevezzük. Mérhető akár a horgok számával, akár a pólusosztások részeiben.

A metszet menetemelkedését átmérőnek nevezzük, ha egyenlő a pólusosztással, és csonkoltnak, ha kisebb, mint a pólusosztás, mivel a szakasz osztásköze nem nagyobb, mint a pólusosztás.

A tekercs működését meghatározó jellemző mennyiség a pólusonkénti és fázisonkénti rések száma, azaz. az egyes fázisok tekercselése által elfoglalt rések száma egy pólusosztáson belül:

ahol z az állórészrések száma.

ábrán látható tekercs. 1, a, a következő adatokkal rendelkezik:

Ennél a legegyszerűbb tekercsnél is bonyolultnak bizonyul a vezetékek és csatlakozásaik térbeli megrajzolása, ezért általában kibővített diagramra cserélik, ahol a tekercsvezetékek nem hengeres felületen, hanem síkon (hengeres) vannak ábrázolva. felület hornyokkal és egy tekercs "kitárul » egy síkban). ábrán. A 2. ábra a figyelembe vett állórész tekercselés részletes diagramja.

Az előző ábrán az egyszerűség kedvéért megmutattuk, hogy az 1. és 4. résbe helyezett tekercs A fázisának egy része csak két vezetékből, azaz egy fordulatból áll. Valójában az egyik pólusra eső tekercs minden ilyen része w menetből áll, vagyis minden horonypárban w vezetékek vannak elhelyezve, egy tekercsbe egyesítve. Ezért a kiterjesztett séma szerint, például az 1. rés A fázisának megkerülésekor az 1. és 4. w-os rést ki kell kerülni, mielőtt a 7-es résbe lépnénk. Egy tekercselés vagy tekercselési lépés fordulatának oldalai közötti távolság , y az ábrán látható. 1, d; általában a csatornák számában fejezik ki.

Rizs. 3. Aszinkron géppajzs

ábrán látható.Az 1. és 2. ábrán látható, hogy az állórész tekercsét egyrétegűnek nevezzük, mivel minden horonyba egy rétegben illeszkedik, az egymást metsző elülső részek síkba helyezéséhez különböző felületekre hajlítják (2. ábra, b). Az egyrétegű tekercselés a pólusok szétválasztásával megegyező lépéssel készül (2. ábra, a), vagy ez a lépés átlagosan megegyezik a pólusok szétválasztásával azonos fázisú különböző tekercseknél, ha y> 1, y< 1... Napjainkban a kétrétegű tekercsek gyakoribbak.

A tekercselés mindhárom fázisának kezdete és vége a gép panelén van feltüntetve, ahol hat bilincs található (3. ábra). Egy háromfázisú hálózat három lineáris vezetéke csatlakozik a felső C1, C2, SZ kapcsokhoz (a fázisok kezdete). Az alsó C4, C5, C6 bilincsek (a fázisok végei) vagy két vízszintes jumperrel egy ponthoz csatlakoznak, vagy mindegyik bilincs egy függőleges áthidalóhoz csatlakozik úgy, hogy a felső bilincs felette fekszik.

Az első esetben az állórész három fázisa csillagkapcsolatot alkot, a másodikban - delta kapcsolatot. Ha például az állórész egyik fázisát 220 V-os feszültségre tervezték, akkor annak a hálózatnak a hálózati feszültségének, amelyhez a motor csatlakozik, 220 V-nak kell lennie, ha az állórész deltával van csatlakoztatva; csillaggal csatlakoztatva a hálózati vezeték feszültsége legyen

Ha az állórész csillaggal van csatlakoztatva, a nulla vezeték nem kap feszültséget, mert a motor szimmetrikus terhelést jelent a hálózatra.

Az indukciós gép forgórésze szigetelt elektroacél sajtolt lemezekből készül tengelyen vagy speciális tartószerkezeten. Az állórész és a forgórész közötti sugárirányú hézag a lehető legkisebb legyen, hogy alacsony ellenállást biztosítson a gép mindkét részét áthatoló mágneses fluxus útján.

A technológiai követelmények által megengedett legkisebb rés a gép teljesítményétől és méreteitől függően tizedmillimétertől több milliméterig terjed. A forgórész tekercsének vezetői a forgórész mentén közvetlenül a felületén kialakított résekben helyezkednek el, hogy biztosítsák a forgórész tekercsének legnagyobb érintkezését a forgótérrel.

Az indukciós gépeket fázis- és mókusketreces rotorral is gyártják.

Rizs. 4. Fázis rotor

A fázisrotor általában háromfázisú tekercseléssel rendelkezik, amely az állórész tekercséhez hasonlóan készül, azonos pólusszámmal. A tekercs csillag vagy delta alakban van csatlakoztatva; a tekercs három vége három szigetelt csúszógyűrűhöz van vezetve, amelyek a géptengellyel együtt forognak. A gép állórészére szerelt, csúszógyűrűkön csúszó keféken keresztül háromfázisú indító vagy szabályozó reosztát csatlakozik a forgórészhez, azaz a forgórész minden fázisába aktív ellenállást vezetnek. A fázisrotor külső nézete az ábrán látható. 4, a tengely bal végén három csúszógyűrű látható. A tekercses rotorral rendelkező aszinkron motorokat ott használják, ahol a hajtómechanizmus fordulatszámának zökkenőmentes szabályozására van szükség, valamint a motor terhelés alatti gyakori indításakor.

A mókusketreces rotor kialakítása sokkal egyszerűbb, mint a fázisrotoré. Az 1. ábrán látható kialakítások egyikéhez. Az 5a. ábra azoknak a lapoknak az alakját mutatja, amelyekből a rotormag össze van szerelve. Ebben az esetben az egyes lapok külső kerülete közelében lévő lyukak hosszanti csatornákat képeznek a magban. Ezekbe a csatornákba alumíniumot öntenek, megszilárdulása után hosszanti vezető rudak keletkeznek a rotorban.A rotor mindkét végén egyidejűleg alumínium gyűrűk vannak öntve, amelyek rövidre zárják az alumínium rudakat. Az így létrejövő vezetőképes rendszert általában mókuscellának nevezik.

Rizs. 5. Mókuscellás rotor

ábrán egy ketreces rotor látható. 5 B. A forgórész végein szellőzőlapátok láthatók egyidejűleg öntve rövid tengelykapcsoló gyűrűkkel. Ebben az esetben a rések a rotor mentén egy osztással le vannak ferdítve. A mókusketrec egyszerű, nincsenek csúszóérintkezők, ezért a háromfázisú aszinkron mókuskalitkás motorok a legolcsóbbak, legegyszerűbbek és legmegbízhatóbbak; ezek a leggyakoribbak.