Типы обмоток и область применения

Страница 39 из 83

ГЛАВА VIII
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБМОТОК ЯКОРЕЙ, РОТОРОВ И СТАТОРОВ

§ 8-1. Типы обмоток и область их применения
В электрических машинах постоянного и переменного тока применяют три вида обмоток: всыпные, шаблонные и стержневые, отличающиеся друг от друга по конструкции и технологии изготовления.

Всыпные обмотки наматываются из круглого изолированного провода на станках на специальные шаблоны. Формы с точно установленными размерами они не имеют, а укладываются (всыпаются) в полузакрытые пазы сердечников через узкие шлицы по одному проводнику.
Шаблонные обмотки изготовляют из круглых изолированных и прямоугольных проводов различных размеров. Шаблонным обмоткам придается определенная форма, проводники ее изолируются общей изоляцией. В таком виде катушки укладываются в пазы сердечников. Шаблонные обмотки иначе называют жесткими или формованными. Стержневые обмотки применяются в основном в роторах электродвигателей мощностью свыше 100 кВт. Шаблонные обмотки укладывают в открытые и полуоткрытые пазы, а стержневые вставляют в полузакрытые пазы с торца пакета ротора.

Обмотки статоров.

Статоры электрических низковольтных машин мощностью от 0,6 до 100 кВт имеют всыпную, а свыше 100 кВт, шаблонную обмотку из прямоугольного провода. В машинах мощностью до 7 кВт применяется однослойная, а в машинах мощностью свыше 10 кВт — двухслойная обмотка. Наружная изоляция на шаблонные обмотки накладывается лентой, а на пазовые части — лентой или простынкой. К статорным обмоткам высоковольтных асинхронных электродвигателей и синхронных генераторов на напряжение 3300 и 6600 в предъявляются более высокие требования, чем к обмоткам низковольтных машин.

Электрические машины на высокое напряжение работают на ответственных участках, поэтому они должны обладать высокой надежностью, которая обеспечивается главным образом надежностью обмоток. Надежность обмоток определяется конструкцией и технологией изготовления. Витковая и наружная изоляции катушек таких обмоток должны иметь высокую электрическую и механическую прочность. Электрическая прочность собственной изоляции проводов для высоковольтных катушек не является достаточной и, чтобы ее увеличить, на каждый проводник накладывают дополнительную витковую изоляцию.
Для катушек с изоляцией классов А и В, наматываемых проводами марок соответственно ПБД и ПСД, дополнительной витковой изоляцией служит микалента толщиной 0,1—0,13 мм, накладываемая на каждый проводник в один слой в 1/3 нахлеста. Провода марки ПСД катушек класса нагревостойкости В и F дополнительно изолируют стек ломика лентой толщиной 0,13 мм в один слой в 1/2—1/3 нахлеста. Наружная изоляция высоковольтных катушек состоит из нескольких слоев микаленты марки JIM4-11, количество которых принимается большим, чем у низковольтных машин. Статорные катушки пропитываются в битуме. В процессе изготовления изоляцию высововольных обмоток статоров испытывают напряжением, увеличенным против рабочего в три — четыре раза.

Обмотки фазных роторов. Фазные роторы электрических машин мощностью до 10 кВт имеют всыпную однослойную обмотку, машины
мощностью от 10 до 100 кВт — шаблонную обмотку из прямоугольных проводов и машины мощностью свыше 100 кВт — стержневую. Стержни ротора изготовляют из медных проводов прямоугольного сечения. С одной стороны у стержня изгибается лобовая часть, другому концу форма лобовой части придается непосредственно на роторе после укладки стержня в паз сердечника.

Обмотки якорей.

В машинах постоянного тока мощностью до 10 кВт якорные обмотки всыпные и их укладывают в полузакрытые пазы. Наматываются они из тех же марок проводов, что и всыпные обмотки статоров и роторов.

Якоря электрических машин мощностью свыше 10 кВт имеют шаблонную обмотку. В якорях большой мощности применяют стержневые обмотки. Катушки шаблонной обмотки, исходя из технологии изготовления, делятся на многовитковые и одновитковые.

• Назад
• Вперёд

Обмотки статора электродвигателя, классификация, характеристики, применение

Пример HTML-страницы

Обмотки статоров различных типов и видов электрических машин переменного тока разнообразны по конструкции, технологии их изготовления и укладки в пазы.

Для того чтобы яснее представить себе существующие конст

рукции катушек обмоток статоров машин переменного тока, а так

же в связи с тем, что от вида и типа катушек зависят технологиче

ские операции, выполняемые при ремонте обмоток, следует при

вести условную классификацию катушек обмоток статоров электри

ческих машин переменного тока по ряду конструктивных и техноло

гических признаков.

Номинальное напряжение до 660 В, 3 кВ и вышы имеет широкое распространение в классе напряжении до 660

В

имеют

также и по периметру каждого витка (витковая изоляция). Соотношение площади проводниковых и изоляционных материалов сечении площади паза для обмоток низкого и высокого напряжен можно оценить по рис. 3. Кроме того, при изготовлении катушек напряжение машины 10 кВ и выше применяются так называем противокоронные меры, которые заключаются либо в устанавливаются в

16 специальных конструктивных элементов внутри катушек, либо в нанесении дополнительного покрытия наружной поверхности изоляций катушек полупроводящими лаками.

Вид обмоточного провода, из которого изготовляются катушки. Катушки из круглого обмоточного провода — мягкие катушки, окончательная формовка лобовых частей которых производится в процессе их укладки в пазы статора, применяются для асинхронных двигателей низкого напряжения мощностью до 100 кВт. Катушки из обмоточного провода прямоугольного сечения — жесткие катушки, которые укладываются в пазы статора в окончательно отформованном при их изготовлении виде, применяются в электрических машинах высокого напряжения. Следует отметить, что имеется целый ряд типоразмеров электрических машин низкого напряжения, где также применяются жесткие катушки, — это» асинхронные и синхронные двигатели в диапазоне мощностей 100—400 кВт.

Класс нагревостойкости. В зависимости от расчетных электромагнитных нагрузок в пусковом и номинальном режимах и связанных с этим температурных факторов, а также от эксплуатационных условий обмотки электрических машин по ГОСТ 183—74 могут быть изготовлены по классам нагревостойкости А, Е, В, F и Н. Технологически это означает применение для обмотки каждого класса нагревостойкости соответствующих марок обмоточных проводов и изоляционных материалов, способных нормально работать при температурах, характеризующих данный класс.

Характеристики основных групп изоляционных материалов и обмоточных проводов, относящихся к тем или иным классам нагревостойкости, будут даны ниже при непосредственном рассмотрении технологических процессов изготовления катушек.

Число сторон катушек в пазу.

Различие обмоток по этому признаку заключается в том, что в однослойной обмотке сторона катушки занимает повысоте весь паз статора, а в двухслойной — только половину паза. По конструкции и технологии изготовления катушки однослойных и двухслойных обмоток, изготовляемых из круглого провода (для двигателей до 100 кВт), не имеют между собой принципиальных отличий. Катушки однослойных и двухслойных обморок, изготовляемые из обмоточных проводов прямоугольного сечения, принципиально отличаются между собой и по конструкции, по технологии изготовления, а также по технологии их укладки и монтажа в статоре.

Вид элементов обмотки.

Различие элементов обмотки по данному признаку заключается в том, что катушка может быть технологически изгоготовлена замкнутой с последовательным соединением в oт этом случае обмотку называют катушечной) или элемен, обмотки изготовляются в виде стержней, а соединение витков стержней в катушку производится в процессе монтажа обмотки

тор; такие обмотки называют стержневыми.

Каждый из видов катушек обмоток электрических машин переменного тока приведениои условной классификации в силу различныз технологических и эксплуатационных факторов имеют и

внутри данного вида различия по конструкции и применяемы материалам.

К обмоткам высокого напряжения статоров, которые наиболее широко применяются в настоящее время, по приведенной выц классификации, относят: двухслойные катушечные обмотки из обм. точных проводов прямоугольного сечения, на номинальное напря. жение 3, 6 и 10 кВ с изоляцией классов нагревостойкости В, F и Н Такие обмотки применяются в подавляющем большинстве синхронных и асинхронных электрических машинах мощностью 100— 6000 кВт, составляющих основной парк электрических машин высокого напряжения в стране. В связи с выбранным видом обмоток следует ознакомиться с построением схем обмоток статоров электрических машин, в которых применяются эти виды обмоток.

Классификация обмоток двигателя и 7 методов обмотки статора!

Намотка является одним из наиболее важных процессов в процессе производства электродвигателей, и с развитием электродвигателей были созданы различные «категории дисциплин».[1]

Обмотка статора отличается формированием магнитных полюсов

Обмотка статора может быть разделена на два типа: явно выраженный тип и неявнополюсный тип, в соответствии с соотношением между числом полюсов и фактическим числом образованных полюсов по распределению обмоток.

Явнополюсная обмотка

В явно выраженной обмотке каждый набор катушек образует один полюс, а количество катушек в обмотке равно числу полюсов.
В явно выраженной обмотке, чтобы разделить полярность N и S, направление тока в двух соседних катушках должно быть противоположным, т. е. две соседние катушки должны быть соединены таким образом, чтобы хвостовой конец соединялся с хвостовым концом и головкой конец соединяется с головным концом (в электрической терминологии «хвост к хвосту, голова к голове»), т.е. обратное последовательное соединение.

Схема 2-полюсной явно выраженной обмотки

Неявновидная обмотка

В неявностной обмотке каждая катушка образует два полюса, а количество витков в обмотке составляет половину числа полюсов, потому что другая половина полюсов образована магнитными силовыми линиями, из которых катушки генерируют полюса.
В неявностной обмотке полярность полюсов, образованных каждой катушкой, одинакова, так что ток во всех катушках имеет одинаковое направление, т. е. две соседние катушки должны быть соединены таким образом, чтобы конец соединяется с первым концом (в электрической терминологии «хвостовое соединение»), т. е. в последовательном соединении.

Схема 4-х полюсной неявнонаправленной обмотки

Обмотки статора формы со скрытой проводкой различают

Обмотки статора можно разделить на две категории: централизованные и распределенные, в зависимости от формы обмотки и метод проводки.

Централизованная обмотка

Централизованная обмотка обычно состоит только из одной или нескольких прямоугольных катушек. После намотки катушка оборачивается и формуется марлевой лентой, а затем после погружения и сушки встраивается в сердечник выпуклого полюса. Этот тип обмотки используется в катушках возбуждения двигателей постоянного тока, двигателей общего назначения и обмотке главного полюса однофазных двигателей с расщепленными полюсами.

Распределенная обмотка

Статор двигателя с распределенной обмоткой не имеет выпуклой полюсной ладони, и каждый полюс состоит из одной или нескольких катушек, соединенных по определенной схеме, образующих группу катушек. В соответствии с различными формами расположения встроенной проводки распределенную обмотку можно разделить на концентрическую и итеративную.

Концентрическая намотка

Концентрическая намотка представляет собой одну и ту же группу катушек из нескольких прямоугольных катушек разных размеров, в соответствии с одним и тем же центром положения вставки, расположенной одна за другой в виде зигзага. Концентрическая обмотка делится на однослойную и многослойную.
Как правило, этот тип обмотки статора используется в однофазных двигателях и некоторых трехфазных асинхронных двигателях малой мощности.

Итеративная намотка

Итеративная намотка — тип, в котором все витки имеют одинаковую форму и размер (кроме одинарных и двойных витков), а каждый паз заделан с одной стороны витка и равномерно распределен по одному на внешнем конце слот. Итерационная обмотка делится на два типа: однослойная итерационная и двухслойная итерационная.
Однослойная итеративная обмотка или одиночная итеративная обмотка встраивается только с одним краем катушки в каждый паз; двухслойная итерационная обмотка, или двойная итерационная обмотка, встраивается двумя кромками катушек из разных групп катушек в каждый паз (разделенный на верхний и нижний слои).

Итеративная обмотка имеет различные варианты встроенной проводки, а также одинарную и двойную перекрестную проводку катушек, а также однослойную и двухслойную смешанную проводку;
Кроме того, встроенная форма с конца обмотки называется цепной обмоткой, корзиночной обмоткой, на самом деле все они относятся к итеративной обмотке. В целом статорная обмотка трехфазного асинхронного двигателя чаще используется в итерационной обмотке.

Обмотка ротора

Обмотка ротора в основном делится на два типа: короткозамкнутая и проволочная. Тип с короткозамкнутым ротором имеет более простую конструкцию, и его обмотка раньше была заделана медными полосами, но теперь большинство из них отлиты из алюминия, а специальный ротор с двойной короткозамкнутой клеткой имеет два набора полосок с короткозамкнутой клеткой.
Обмотка обмотки ротора такая же, как и обмотка статора, также разделенная на итеративную и волновую обмотку.

Волновая обмотка внешне аналогична итерационной обмотке, но разводка отличается тем, что базовым элементом является не целая катушка, а единичная одновитковая катушка, которая заделывается, а затем вваривается поочередно в катушку группа.
Волновая обмотка обычно используется в обмотке ротора больших двигателей переменного тока или обмотке якоря средних и больших двигателей постоянного тока. [2]

7 виды методов обмотки статора

Теги:применения,бесщеточный двигатель постоянного тока,бесщеточный двигатель постоянного тока,бесщеточный двигатель,двигатель без сердечника,бесщеточный двигатель постоянного тока,двигатель E-bike,двигатель efoil,событие и выставка,решение,двигатель x-team

Делиться:

типов намотки | bartleby

Что такое намотка?Типы обмотки в генератореНамотка внахлестку и волновая обмоткаТермины замкнутой обмоткиКонтекст и применениеПрактические задачиРодственные понятия

Что такое обмотка?

Обмотка – это один или несколько витков провода, по которым может проходить электрический ток. Обычно он изготавливается из меди и используется в трансформаторах, генераторах и двигателях. Намотка может быть разных типов в зависимости от ее формы, площади поперечного сечения и характера ориентации.

Типы обмотки в генераторе

Различные типы обмотки в генераторах:

• Обмотка статора
• Обмотка ротора

Обмотка возбуждения размещена на статоре, создающем магнитное поле и неподвижном. Обмотка статора обычно изготавливается из меди. Сечение обмотки статора и число витков зависит от машины. Для питания клемм в машинах шунтового типа обмотка возбуждения или обмотка статора подключаются параллельно. Обычно клеммы питания имеют высокое напряжение, поэтому обмотка статора подключается к источнику высокого напряжения. Тогда как в серийных машинах обмотка статора соединена последовательно с обмоткой якоря или обмоткой ротора. Поскольку обмотка якоря несет большой ток, поэтому, если ток велик, количество витков необходимо уменьшить, чтобы сохранить магнитодвижущую силу постоянной.

Обмотка якоря размещена в пазах ротора и изготовлена ​​из меди. Обмотки якоря всегда замкнуты и образуют замкнутую структуру.

Обмотки якоря бывают двух типов:

1) Двухслойная обмотка

2) Однослойная обмотка

В двухслойной обмотке в один паз помещается более одной катушки. Если две обмотки помещаются в один паз, то количество витков становится вдвое больше, чем при однослойной обмотке.

Количество витков = 2 x S/2

= S

В соответствии с этим количество витков = количество слотов

Катушка не может занимать одновременно верхнее и нижнее положение в одном слоте. Катушка занимает верхнюю позицию в одном слоте и нижнюю позицию в другом слоте.

Размах катушки

Размах катушки — это количество пазов между двумя сторонами одной катушки.

Шаг коммутатора

Каждая катушка соединена с коммутатором. Число сегментов, лежащих между концами катушки, известно как шаг коммутатора. Коммутатор также известен как реверс.

Шаг полюсов

Шаг полюсов — это электрический угол между северным полюсом и южным полюсом.

Намотка внахлестку и волновая обмотка

Наиболее важной частью вращающихся машин является обмотка якоря. Здесь механическая энергия преобразуется в электрическую энергию и наоборот. Обмотки якоря в основном подразделяются на два типа:

Обмотка внахлестку

В случае обмотки внахлестку проводники соединяются таким образом, что количество их полюсов равно их параллельным дорожкам. Конец стороны каждой катушки соединен с соседним сегментом коммутатора. Количество щеток равно количеству параллельных путей при намотке внахлестку. Эти кисти далее делятся на отрицательную и положительную полярности. В основном они используются для низковольтных и сильноточных приложений. Они бывают трех видов:

1. Простая круговая обмотка: В этом типе обмотки конечный конец одной катушки соединяется с сегментом коммутатора, а начальный конец следующей катушки соединяется под тем же полюсом. Здесь количество полюсов равно количеству параллельных путей.
2. Дуплексная обмотка внахлестку : В этом типе обмотки количество параллельных дорожек равно удвоенному количеству полюсов. Он в основном используется для сильноточных приложений. Здесь этот тип обмотки получается путем размещения двух типов одинаковых обмоток на одном и том же якоре и присоединения четного числа коллекторных стержней к одной и нечетного числа коллекторных стержней ко второй обмотке.
3. Тройная обмотка внахлестку : Обмотки соединены с одной третью коллекторных стержней.

В случае обмотки внахлест стоимость увеличивается, поскольку требуется много проводников.

Волновая обмотка

В этом типе обмотки имеется только два параллельных пути между положительной и отрицательной щетками. Конечный конец одной катушки соединен с начальным концом сегмента коммутатора другой катушки на некотором расстоянии друг от друга. Здесь, независимо от числа полюсов, проводники соединены двумя параллельными путями. Они в основном используются для высоковольтных и слаботочных приложений. Обмотка называется прогрессивной обмоткой, когда обмотка продвигается слева направо, и обмотка называется регрессивной обмоткой, когда обмотка продвигается справа налево.

Термины замкнутой обмотки

Задний шаг : Это расстояние между верхней и нижней сторонами одной катушки.

Передний шаг : Это расстояние между сторонами, соединенными с одним и тем же сегментом коммутатора.

Шаг намотки: Это расстояние между двумя последовательными одинаково верхней и нижней сторонами катушки.

Примечание. В случае двигателей постоянного тока обмотка остается той же, но в случае синхронных машин (генератор переменного тока и электродвигатель) обмотки статора и ротора меняются местами, т. е. обмотка возбуждения помещается в ротор (цилиндрический и явнополюсный) и обмотки якоря помещены в статор. Проверка двигателя постоянного тока может быть выполнена с помощью омметра или мультиметра.

Контекст и приложения

Тема важна для таких профессиональных курсов, как

1. Бакалавр электротехники
2. Магистр электротехники

Практические задачи

Q 1. Что такое количество щеток в двигателе постоянного тока с полюсом P на коленях?

1. 2
2. 3
3. P
4. 2P

Ответ: Вариант c

Объяснение: В двигателе постоянного тока число щеток равно P.

В 2. Чем называют расстояние между отрезками, к которым присоединяются концы витков в якорной обмотке?

1. Результирующий шаг
2. Обратный шаг
3. Шаг обмотки
4. Шаг коммутатора

Ответ: Вариант d

Пояснение: Расстояние между сегментами, к которым присоединяются концы катушек называется коммутаторным шагом.

В 3. Какой материал используется для обмотки двигателя?

1. Эмалированные медные провода
2. Катаные медные стержни
3. Медные провода с суперэмалевым покрытием
4. Серебро

Ответ: Вариант a

Объяснение: Катушки обычно намотаны эмалированным медным проводом, также называемым магнитным проводом в случае обмотки двигателя.

Q 4: Сколько должна пройти волновая обмотка вокруг якоря, прежде чем она вернется в исходное положение?

1. Дважды
2. Трижды
3. Один раз
4. Нет

Ответ: Вариант a

Объяснение: Волновая обмотка должна как минимум дважды пройтись по якорю, прежде чем вернуться в исходное положение.

В 5. Каков шаг полюсов четырехполюсной намоточной машины с 16 витками и двумя слоями обмотки внахлестку?

1. 8
2. 32
3. 16
4. 4

Ответ: Вариант a

Пояснение: Шаг полюсов = S/P = 16/2 = 8 90 003

• Реакция якоря
• Уравнение ЭДС
• Потери в машинах постоянного тока

Мы обеспечим вас пошаговыми решениями миллионов задач из учебников, экспертами в данной области наготове 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, когда вы в тупике, и многое другое.

Ознакомьтесь с примером решения вопросов и ответов по электротехнике здесь!

*Время ответа зависит от темы и сложности вопроса.