Устройство статора бесколлекторной машины и основные понятия об обмотках статора
Статор бесколлекторной машины переменного тока (рис. 7.1) состоит из корпуса 1, сердеч-ника 2 и обмотки 3. Сердечник статора имеет шихтованную конструкцию, т. е. представляет собой пакет пластин, полученных методом штамповки из листовой электротехнической стали. Пластины предварительно покрывают с двух сторон тонкой изоляционной пленкой, например слоем лака. На внутренней поверхности сердечника статора имеются продольные пазы, в которых располагаются проводники обмотки статора. Обмотка статора выполняется из медных обмоточных проводов круглого или прямоугольного сечения.
Требования к обмотке статора в основном сводятся к следующему: а) наименьший расход обмоточной меди; б) удобство и минимальные затраты н изготовлении — технологичность; в) форма кривой ЭДС, наводимой в обмотке статора, должна был. практически синусоидальной.
Применительно к генераторам переменного тока это требование обусловлено тем, что при несинусоидальной ЭДС генератора в электрической цепи появляются высшие гармоники тока, оказывающие вредное влияние на работу всей энергосистемы: возрастают потери, возникают опасные перенапряжения, усиливается вредное влияние линий электропередачи на цепи связи. Применительно к двигателям переменного тока требование к синусоидальности ЭДС обмотки статора также весьма актуально, так как несинусоидальность ЭДС ведет к росту потерь и уменьшению полезной мощности двигателя.
Многофазная обмотка статора состоит из m1 — фазных обмоток. Например, трехфазная обмотка (m1 = 3) состоит из трех фазных обмоток, каждая из которых занимает Z1\3 пазов, где Z1 — общее число пазов сердечника статора. Каждая фазная обмотка представляет собой разом- кнутую систему проводников. Элементом обмотки является катушка, состоящаяиз одного или нескольких витков. Элементы катушки, располагаемые в пазах, называют пазовыми сторонами 1, а элементы, расположенные вне пазов и служащие для соединения пазовых сторон, называют лобовыми частями 2 (рис. 7.2). Часть дуги внутренней расточки статора, приходящаяся на один полюс, называется полюсным делением (м):
8.
Рис. 7.1. Статор бесколлекторной машины переменного тока
где D1 — внутренний диаметр статора, м; 2р — число полюсов.
Расстояние между пазовыми сторонами катушки, измеренное но внутренней поверхности статора, называется шагом обмотки по пазам у1. Шаг обмотки выражают в пазах. Шаг обмотки называется полным или диаметральным, если он равен полюсному делению:
В этом случае ЭДС витка определяется арифметической суммой ЭДС, наведенных в сторонах этого витка (рис. 7.3):
Обмотка статора состоит, как правило, из большого числа катушек, соединенных между собой определенным образом. Для удобного и наглядного изображения катушек и их соединений пользуются развернутыми схемами обмоток. На такой схеме цилиндрическую поверхность статора вместе с обмоткой условно развертывают на плоскости, а все катушки изображают одновитковыми в виде прямых линий.
Простейшая трехфазная обмотка статора двухполюсной машины состоит из трех катушек (А, В, С), оси которых смещены в пространстве относительно друг друга на 120 эл. град, т. е. на
10.
Рис 7.2. Расположение катушек в пазах сердечника статора
полюсного деления (рис. 7.4). Такая обмотка называется сосредоточенной. Каждая катушка здесь представляет собой фазную обмотку.
11.
Рис. 7.3. При диаметральном шаге ЭДС в
пазовых сторонах катушки направлены согласно
В соответствии с ГОСТом выводы трехфазных обмоток статора обозначают следующим образом:
Первая фаза. начало С1 — конец С4
Вторая фаза. » С2 —» С5
Третья фаза. » СЗ —» С6
Конструкция обмотки статора в значительной мере влияет на свойства машины переменного тока, в первую очередь на ее стоимость, КПД и рабочие характеристики.
8. Электродвижущая сила фазной обмотки статора. ЭДС катушки, ЭДС катушечной группы, ЭДС обмотки статора. Зубцовые гармоники ЭДС.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Функции обмотки статора в синхронном генераторе и асинхронном двигателе
Таким образом, статоры синхронной и асинхронной машин выполняют одинаковую функцию: при появлении в обмотке статора тока возникает вращающееся магнитное поле и в этой обмотке наводится ЭДС. Именно по этой причине изучение принципа выполнения и конструкции обмоток статора, а также электромагнитных процессов, связанных с наведением в обмотке статора ЭДС и возникновением вращающегося магнитного поля, должно предшествовать изучению специфических вопросов теории асинхронных и синхронных машин.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Об этом полезно знать:
Мировая продовольственная проблема, пути решения Задача обеспечения населения планеты продуктами питания имеет давние исторические корни.
Понятие полезности. Общая и предельная полезность Рыночный спрос формируется на основе решений, принимаемых множеством отдельных лиц, которые руководствуются своими потребностями и.
Понятие, признаки и виды вреда здоровью Здоровье человека — определенное физиологическое (соматическое и психическое) состояние организма.
Взаимодействие человека и среды обитания Человек и окружающая его среда постоянно взаимодействуют друг с другом в процессе жизнедеятельности.
Прыжок в длину с разбега способом «согнув ноги» Техника этого прыжка состоит из последовательно связанных между собой следующих элементов (фаз).
Обмотка статора
Обмотки статора машин переменного тока делают распределенными. Распределенная обмотка состоит из секций, которые могут быть одновитковыми или, как правило, многовитковыми. Секции изготовляются из изолированного медного или алюминиевого провода круглого или прямоугольного сечения.
Расстояние между активными сторонами каждой секции называется шагом обмотки (у). Если шаг равен полюсному делению (у=τ), то он называется полным или диаметральным. Шаг может быть и укороченным, тогда он меньше полюсного деления (у). Чаще применяют обмотки с укороченным шагом, так как в этом случае форма кривой м.д.с. ближе к синусоидальной.
Обмотки статора могут быть одно, двух и трехфазными. Трехфазная обмотка состоит из трех однофазных обмоток, сдвинутых в пространстве по окружности статора относительно друг друга но 120 эл. град, т.е на 1/3 двойного полюсного деления.
В асинхронных двигателях нет явно выраженных полюсов. Однако обмотки статора могут быть двух-, четырех- и многополюсными. Это зависит от магнитного поля, образующегося при протекании тока по обмотке статора. Последнее определяется длиной шага обмотки и схемой ее соединения. На рис. 3.7 изображены два статора с однофазными обмотками: обмотка первого статора создает двухполюсное поле (2 р =2); обмотка второго статора – четырехполюсное поле (2 р =4), где р – число пар полюсов.
Рис. 3.7. К понятию об электрических градусах
Если на статоре расположена двухполюсная обмотка (рис. 3.7, а), то один геом. град. соответствует 1 эл. град. (одно полюсное деление τ соответствует 180 эл. град.). Если же на статоре расположена четырехполюсная обмотка (рис. 3.7, б), то 1 геом град соответствует 2 эл. град., так как полюсное деление τ (180 эл. град) занимает четверть окружности, т.е. 90 геом. град. В общем случае 1 геом. град. соответствует р эл. град.
На рис. 3.7 изображены только те пазы статора, которые заняты одной фазой обмотки статора. В трехфазной машине три фазы и каждая из них занимает одинаковое число пазов статора. На каждом полюсном делении располагаются пазы с проводниками всех трех фаз. Число пазов полюсного деления, занятое проводниками одной фазы обычно обозначается через q и называется числом пазов на полюс и фазу:
где Z – число пазов статора; 2 р –число полюсов; m 1 – число фаз.
Обычно q >1.
На рис. 3.8 изображены два статора с Z =12, 2 p =2, m 1=3; на первом из них (рис. 3.8, а) схематично показана трехфазная обмотка (индекс «н» означает начало фазы, индекс «к» — конец); на втором (рис. 3.8, б) показана та же обмотка, но с отогнутыми к торцам статора лобовыми частями. Число пазов на полюс и фазу этой обмотки q =12/(2·3)=2.
Рис. 3.8. Принцип выполнения трехфазной обмотки
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Для чего нужна обмотка статора
Оставить заявку
Оставьте свои данные и мы свяжемся с вами
Оставляя свои данные, вы соглашаетесь с политикой в отношении обработки персональных данных
Обмотка статора
Обмотка статора является одной из основных составляющих электродвигателя. Используется для направления магнитного потока в электродвигателе и поэтому играет важную роль в работе двигателя в целом. Обмотка статора состоит из витков, представляющих собой катушки изолированного электрического провода, намотанные на ламинаты с высокой проницаемостью. Этот фактор позволяет направлять магнитный поток, создаваемый ротором, таким образом, чтобы он взаимодействовал с другими компонентами двигателя, например, с полюсами статора и улучшал его работу в целом.
Основная функция обмотки статора — преобразование переменного тока во вращающееся магнитное поле, которое может использоваться для питания электродвигателя. Это происходит тогда, когда электричество проходит через катушку и индуцирует в ней электромагнитное поле, которое вызывает поляризацию частиц катушки. В результате, когда электричество проходит через обмотки статора на чередующихся полюсах, эта поляризация создает две внутренние силы, которые вызывают движение и вращение ротора, соединенного с этими полюсами.
Количество пар полюсов статора, необходимое для эффективной работы, зависит от типа и размера используемого двигателя (например, однофазный двигатель отличается от трехфазного). Как правило, для более мощных двигателей требуется больше пар полюсов, поскольку они потребляют более высокие напряжения и токи из-за более широкого рабочего диапазона.
Для повышения эффективности всегда требуется больше пар полюсов, поскольку существует компромисс между потерями на регулирование скорости, связанными с увеличением сложности (т. е. большим количеством пар полюсов) и повышением эффективности в результате увеличения сложности (т. е. меньшим количеством полюсов).
Другими факторами, влияющими на конструкцию обмотки статора, являются падение/повышение напряжения в результате изменения нагрузки с течением времени. Еще один весомый фактор — тепловые потери, связанные с изоляционными материалами, используемыми в статорах, которые должны тщательно контролироваться из-за потенциальной опасности при их перегреве или частых коротких замыканиях и т. д.
Таким образом эффективная работа электродвигателя в значительной степени зависит от правильного функционирования его основных компонентов. Особенно важны правильно спроектированные мосты/обмотки статора, способные манипулировать полями ротора. Результатом преобразования энергии в полезный механический момент, передаваемый на соответствующие валы является жизнедеятельность неподвижных систем во всем мире.