2.2 Определение фазных зон и схемы обмотки статора

Определим число пазов на полюс и фазу по формуле

(2.1),

где р - количество пар полюсов, m - количество фаз, z₁ - количество пазов статора (см. табл. 1.5).

Имеем

.

Тогда полюсное деление, выраженное в зубцовых делениях, определяется по формуле

(2.2)

и равно

.

Выберем шаг обмотки у = 8 зубцовых делений. Тогда относительный шаг равен

(2.3).

Сначала распределяем верхние стороны катушек (пазов) по фазным зонам по q = 3 стороны (пазов) в каждой зоне. Если пазы 1, 2, 3 отвести для зоны фазы А, то зоне фазы В нужно отвести пазы 9, 10, 11, так как фаза В должна быть сдвинута относительно фазы А на 120?, то есть на две зоны по 60? или на 8 пазов (1 + 6 = 7; 2 + 6 = 8; 3 + 6 = 9). Зона С сдвинута относительно зоны В также на 120? и занимает пазы 7 + 6 = 13, 8 + 6 = 14, 9 + 6 = 15. На протяжении следующих двойных полюсных делений чередование зон А, В, С происходит с такой же закономерностью. Таким образом, распределена половина фазных зон и пазов верхнего слоя. Другие фазные зоны также распределяем по фазам А, В, С и обозначаем их соответственно X, Y, Z. При этом для зон Х, принадлежащих фазе А, отводим пазы, которые сдвинуты относительно зон А на ф = 9 пазов, то есть пазы 1 + 9 = 10, 2 + 9 = 11, 3 + 9 = 12 и т. д. Аналогично зонам Y принадлежат пазы 7 + 9 = 16, 8 + 9 = 17, 9 + 9 = 18 и т. д., зонам Z - пазы 13 + 9 = 22, 14 + 9 = 23, 15 + 9 = 24 и т. д. Различие между зонами А, В, С и X, Y, Z состоит в том, что ЭДС в соответствующих сторонах катушек (например, катушек зон А и Х) сдвинуты по фазе на 180? вследствие их сдвига в магнитном поле на одно или нечетное число полюсных делений.

В результате получим распределение верхних сторон катушек (пазов) по фазным зонам, изображенное в верхнем ряду верхней части схемы обмотки на листе 2.

Поскольку в рассматриваемом случае шаг укорочен на одно зубцовое деление, то нижние стороны катушек (пазов) будут сдвинуты на одно зубцовое деление влево . Отметим, что распределение нижних сторон по зонам можно и не производить, так как оно получится автоматически при вычерчивании лобовых соединений катушек.

Весьма важно отметить, что полученное в схеме обмотки на чередование фазных зон А, Z, В, X, С, Y с q пазами в каждой зоне, повторяющееся на протяжении каждого двойного полюсного деления, характерно для любой трехфазной обмотки с фазной зоной б = 60?.

Распределение пазов по фазам можно произвести также на основании звезды пазовых ЭДС обмотки (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Звезда пазовых ЭДС

Сдвиг ЭДС проводников соседних пазов по фазе определяется по формуле

(2.4)

и равен

.

После обхода векторов пазовых ЭДС на протяжении двух полюсных делений (векторы 1 - 12) звезда векторов ЭДС при целом q будет повторяться вследствие совпадения ЭДС соответствующих пазов (1 и 1 + 12 = 13 и т. д.) по фазе. Если отвести первые два вектора (рис. 2.1) для зоны А, то векторы зон В и С будут сдвинуты от векторов А на 120? и 240?. Векторы зон X, Y, Z будут сдвинуты относительно векторов зон А, В, С соответственно на 180?. В результате получим такое же распределение пазов по зонам, как и полученное выше.

На схеме обмотки на для каждого паза начерчены два проводника (стороны катушки). Будем считать, что левые из них расположены в верхних слоях, а правые - в нижних. Катушки будем нумеровать по верхним сторонам. Так как ЭДС соседних катушек тоже сдвинуты на г = 20?, то звезду ЭДС пазов (рис. 2.1) можно рассматривать и как звезду ЭДС катушек.

В пределах каждой катушечной группы q = 3 катушки соединяются последовательно. Таким образом, для фазы А в схеме обмотки получим восемь групп, состоящих соответственно из катушек 1-2-3, 10-11-12, 19-20-21, 28-29-30, 37-38-39, 46-47-48, 55-56-57, 64-65-66. Все они соединены последовательно, причем группы 10-11-12, 28-29-30, 46-47-48, 64-65-66 "вывернуты" по отношению к группам 1-2-3, 19-20-21, 37-38-39, 55-56-57 (конец группы 1-2-3 соединен с концом же группы 10-11-12 и т. д.), чтобы ЭДС всех групп складывались друг с другом. Аналогично произведено соединение групп в других фазах.

В качестве начал фаз А, В, С в схеме обмотки на взяты начала катушек 1, 7, 13 со сдвигом на 120?. Концы фаз X, Y, Z в схеме обмотки на листе 2 соответствуют началам катушек 64, 70, 4. Стрелками указаны направления токов параллельных ветвей [6, стр. 403 - 407].