Трехфазная двухслойная обмотка с дробным числом пазов на полюс и фазу

В мощных многополюсных синхронных генераторах (гидрогенераторах) практически невозможно выполнить обмотку статора с числом пазов на полюс и фазу q₁> 1, равным целому числу, так как для этого потребовалось бы иметь на статоре слишком большое число пазов Z₁ = 2pm₁q₁. В этом случае обмотку статора выполняют с дробным q₁. Такие обмотки имеют некоторое преимущество перед обмотками с целым q₁, так как позволяют при небольших значениях q₁ получить ЭДС практически синусоидальной формы.

Обмотки статоров с дробным q₁ в двигателях переменного тока применяют главным образом при серийном производстве, когда для изготовления пластин сердечника статора двигателей с различным числом полюсов используют один штамп. При этом одно из значений 2р дает q₁? ц. ч. (целое число).

Дробное значение q₁ может быть представлено в виде.

q₁ =a + b/c = (ac + b)/c. (3.1).

При этом очевидно, что числа Ь, с и ас + b не имеют общего делителя.

С учетом (3.1) число пазов статора.

Z₁ = 2pm₁q₁ = 2рm₁ (ас + b)/с. (3.2).

Если с не кратно m₁, то обмотка с дробным q₁ эквивалентна обмотке с целым q_1экв = ас + b. Так как q_1экв больше действительного (дробного) q₁ в с раз [см. (3.1)], то и эквивалентное число пазов Z_1экв больше действительного Z₁ в с раз. Так, двухполюсная трехфазная обмотка статора с Z₁ = 9 имеет число пазов на полюс и фазу.

q₁ = Z₁/ (2pm₁) = 9/ (2 * 3) = 1,.

или, согласно (3.3),.

q₁ = (ac + b)/ c = (2 + 1)/ 2 = 1,.

где a = 1, с = 2, b = 1.

Для этой обмотки эквивалентные параметры будут.

q_1экв = q₁c = 1* 2 = 3; Z_1экв = Z₁c = 9 * 2 = 18.

Изобразив зубцы эквивалентного статора с Z_1экв = 18 (рис. 3.5, а) и разбив их полюсные деления на фазные зоны, пронумеруем пазы реального статора (Z₁ = 9). Эти пазы расположатся между эквивалентными пазами. Из разметки пазов видно, что каждая фазная обмотка состоит из двух катушечных групп, при этом одна группа состоит из двух катушек, а другая — из одной. Изобразив катушечные группы фазы, А (рис. 3.5, б), соединяем их последовательно (встречно) и обозначаем выводы этой фазной обмотки С1 и С4. Аналогично выполняем схемы фазных обмоток фаз В и С.

Рис. 3.5. Трехфазная обмотка статора с дробным q₁

В рассмотренном примере в обмотке с q₁ =1 каждая катушечная группа состоит из двух не равных по числу катушек частей: в одной части катушечной группы — одна катушка, а в другой — две катушки. Таким образом, в каждой катушечной группе имеет место чередование катушек, обозначаемое 1 — 2. Если дробей часть q₁ отличается от ½, то чередование катушек в каждой катушечной группе будет другим [10].

Чередование катушек в катушечной группе подчиняется следующему правилу: количество цифр чередования равно знаменателю неправильной дроби с [см. (3.1)], а сумма этих цифр равна числителю неправильной дроби ас + b.