Maiņstrāvas elektrisko mašīnu statora un rotoru tinumi

Elektropreces (ierīces) tinums — noteiktā veidā izvietots un savienots spoļu vai spoļu kopums, kas paredzēts magnētiskā lauka radīšanai vai izmantošanai, vai noteiktas elektropreces (ierīces) pretestības vērtības iegūšanai.Tinuma spole elektropreces (ierīces) — elektropreces (ierīces) vai tā daļas spole, kas izgatavota kā atsevišķa struktūrvienība (GOST 18311-80).

Rakstā ir stāstīts par elektrisko mašīnu statora un rotora tinumu ierīci ar maiņstrāvu.

Statora tinumu telpiskais izvietojums:

Vāveres būra rotors:

Attēlā shematiski parādīts stators ar divpadsmit spraugām, no kurām katrā ir ielikts viens vads. 1, a. Savienojumi starp savītajiem vadītājiem ir norādīti tikai vienai no trim fāzēm; spoles fāžu A, B, C sākums ir atzīmēts ar C1, C2, C3; gali - C4, C5, C6.Kanālos ieliktās spoles daļas (spoles aktīvā daļa) nosacīti ir attēlotas stieņu veidā, bet savienojumi starp vadiem rievās (gala savienojumi) ir parādīti kā nepārtraukta līnija.

Statora serdenim ir doba cilindra forma, kas ir skursteņa vai skursteņu sērija (atdalīta ar ventilācijas kanāliem), kas izgatavota no elektrotērauda loksnēm. Mazās un vidējās iekārtās katra loksne ir apzīmogota gredzena formā ar rievām gar iekšējo apkārtmēru. attēlā. 1, b, ir dota statora loksne ar rievām vienā no izmantotajām formām.

Rīsi. 1. Tinuma atrašanās vieta statora spraugās un strāvu sadalījums vados

Lai pirmās fāzes strāvas iA momentānā vērtība noteiktā laika brīdī ir maksimālā un strāva tiek virzīta no fāzes C1 sākuma uz tās beigām C4. Mēs uzskatīsim šo strāvu par pozitīvu.

Nosakot momentānās strāvas fāzēs kā rotējošo vektoru projekciju uz fiksētās ass ON (1. att., c), iegūstam, ka B un C fāžu strāvas dotajā brīdī ir negatīvas, tas ir, tās ir vērstas. no fāžu beigām līdz sākumam.

Izsekosim to attēlā. 1d rotējoša magnētiskā lauka veidošanās. Uz doto brīdi A fāzes strāva ir vērsta no tās sākuma līdz beigām, tas ir, ja vadā 1 un 7 tā atstāj mūs ārpus zīmējuma plaknes, tad vadā 4 un 10 tā iet aiz plaknes no zīmējuma mums (sk. 1. att., a un d).

B fāzē strāva šajā brīdī pāriet no fāzes beigām līdz tās sākumam.Savienojot otrās fāzes vadus pēc pirmās parauga, var iegūt, ka B fāzes strāva iet caur vadiem 12, 9, 6, 3; tajā pašā laikā caur vadiem 12 un 6 strāva atstāj mūs ārpus zīmējuma plaknes un caur vadiem 9 un 3 - pie mums. Mēs iegūstam attēlu par strāvu sadalījumu fāzē C, izmantojot paraugu no B fāzes.

Strāvu virzieni norādīti att. 1, d; pārtrauktās līnijas parāda statora strāvu radītās magnētiskā lauka līnijas; līniju virzienus nosaka labās puses skrūves noteikums. No attēla redzams, ka vadi veido četras grupas ar vienādiem strāvas virzieniem un magnētiskās sistēmas 2p polu skaits ir četri. Statora reģioni, kur magnētiskās līnijas atstāj statoru, ir ziemeļpoli, un reģioni, kur magnētiskās līnijas ieiet statorā, ir dienvidu poli. Statora apļa loku, ko aizņem viens pols, sauc par polu atdalīšanu.

Magnētiskais lauks dažādos statora apkārtmēra punktos ir atšķirīgs. Magnētiskā lauka sadalījuma modelis pa statora apkārtmēru periodiski atkārtojas katrā divu polu atdalīšanas laikā.. Loka leņķis 2 tiek pieņemts kā 360 elektriskie grādi. Tā kā ap statora apkārtmēru ir p divpolu sadalījums, 360 ģeometriskie grādi ir vienādi ar 360 p elektriskajiem grādiem, un viens ģeometriskais grāds ir vienāds ar p elektriskajiem grādiem.

attēlā. 1d parāda magnētiskās līnijas noteiktā fiksētā laika momentā. Ja skatāmies uz magnētiskā lauka attēlu vairākus secīgus laika momentus, varam pārliecināties, ka lauks griežas nemainīgā ātrumā.

Noskaidrosim lauka rotācijas ātrumu.Pēc laika, kas vienāds ar pusi no maiņstrāvas perioda, visu strāvu virzieni tiek apgriezti, kā rezultātā tiek apgriezti magnētiskie stabi, tas ir, pusē perioda magnētiskais lauks pagriežas par apgriezienu daļu. Statora magnētiskā lauka rotācijas ātrums, t.i., sinhronais ātrums, ir (apgriezienos minūtē)

Polu pāru skaits p var būt tikai vesels skaitlis, tāpēc pie frekvences, piemēram, 50 Hz, sinhronais ātrums var būt vienāds ar 3000; 1500; 1000 apgr./min utt.

Rīsi. 2. Trīsfāzu viena slāņa tinuma detalizēta shēma

Maiņstrāvas mašīnas tinumus var iedalīt trīs grupās:

1) ruļļa uz spoli;

2) kodols;

3) īpašs;

Īpašās spoles ietver:

a) īssavienojums vāveres būra veidā;

b) asinhronā motora tinumu ar pārslēgšanos uz citu polu skaitu;

c) asinhronā motora tinumu ar pretsavienojumiem utt.

Papildus iepriekšminētajam iedalījumam spoles atšķiras ar vairākiem citiem raksturlielumiem, proti:

1) pēc izpildījuma rakstura - manuāla, rakstaina un daļēji rakstaina;

2) pēc atrašanās vietas rievā - vienslāņa un divslāņu;

3) pēc spraugu skaita uz polu un fāzi — tinumus ar veselu skaitli q spraugas uz polu un fāzi un tinumus ar daļskaitli q.

Spole ir ķēde, ko veido divi virknē savienoti vadi. Sekcija vai tinums ir virkne virkni, kas savienoti virknē, atrodas divās spraugās un ar kopīgu izolāciju no korpusa.

Sadaļā ir divas aktīvās puses. Kreiso aktīvo pusi sauc par sekcijas sākumu (spoli), bet labo pusi par sekcijas beigām. Attālumu starp sekcijas aktīvajām malām sauc par sekcijas soli. To var izmērīt vai nu pēc zaru skaita, vai stabu sadalījuma daļās.

Sekcijas soli sauc par diametrālo, ja tas ir vienāds ar pola dalījumu, un par nošķeltu, ja tas ir mazāks par polu dalījumu, jo sekcijas solis nav lielāks par polu dalījumu.

Raksturīgs lielums, kas nosaka spoles darbību, ir spraugu skaits uz polu un fāzi, t.i. slotu skaits, ko aizņem katras fāzes tinums vienā polu sadalījumā:

kur z ir statora slotu skaits.

attēlā parādītā spole. 1, a, ir šādi dati:

Pat šai vienkāršākajai spolei vadu un to savienojumu telpiskais zīmējums izrādās sarežģīts, tāpēc to parasti aizstāj ar izvērstu diagrammu, kur tinumu vadi ir attēloti nevis uz cilindriskas virsmas, bet uz plaknes (cilindrveida virsma ar rievām un spoli "atlokās » plaknē). attēlā. 2 ir detalizēta aplūkotā statora tinuma diagramma.

Iepriekšējā attēlā vienkāršības labad tika parādīts, ka daļa no 1. un 4. spraugās ievietotā tinuma fāzes A sastāv tikai no diviem vadiem, tas ir, viena pagrieziena. Faktiski katra šāda tinuma daļa, kas krīt uz viena staba, sastāv no w pagriezieniem, tas ir, katrā rievu pārī ir ievietoti w vadi, kas apvienoti vienā tinumā. Tāpēc, apejot saskaņā ar paplašināto shēmu, piemēram, 1. spraugas A fāzi, pirms pārejas uz 7. slotu ir jāapiet spraugas 1 un 4 w reizes. Attālums starp viena tinuma vai tinuma pakāpiena pagrieziena malām , y ir parādīts attēlā. 1, d; parasti izsaka kanālu skaita izteiksmē.

Rīsi. 3. Asinhronās mašīnas vairogs

Attēlā parādīts.1. un 2. attēlā statora tinumu sauc par vienslāņu, jo tas iekļaujas katrā rievā vienā kārtā.Lai krustojošās priekšējās daļas novietotu plaknē, tās ir saliektas uz dažādām virsmām (2. att., b). Viena slāņa tinumus veido ar pakāpienu, kas vienāds ar polu atdalīšanu (2. att., a), vai šis solis ir vidēji vienāds ar polu atdalīšanu dažādiem vienas un tās pašas fāzes tinumiem, ja y> 1, y< 1... Mūsu dienās biežāk sastopamas divslāņu spoles.

Katras trīs tinuma fāzes sākums un beigas ir norādīti uz mašīnas paneļa, kur ir seši skavas (3. att.). Trīs trīsfāzu tīkla lineārie vadi ir savienoti ar augšējiem spailēm C1, C2, SZ (fāžu sākums). Apakšējās skavas C4, C5, C6 (fāžu gali) ir vai nu savienotas vienā punktā ar diviem horizontāliem džemperiem, vai arī katra no šīm skavām ir savienota ar vertikālu džemperi ar augšējo skava atrodas virs tā.

Pirmajā gadījumā statora trīs fāzes veido zvaigznes savienojumu, otrajā - trīsstūra savienojumu. Ja, piemēram, viena statora fāze paredzēta 220 V spriegumam, tad tīkla līnijas spriegumam, kuram pieslēgts motors, jābūt 220 V, ja stators ir savienots ar trīsstūri; savienojot ar zvaigzni, tīkla līnijas spriegumam jābūt

Kad stators ir savienots ar zvaigznīti, neitrālais vads netiek barots, jo motors ir simetriska slodze tīklam.

Indukcijas mašīnas rotors ir izgatavots no štancētām izolēta elektrotērauda loksnēm uz vārpstas vai uz īpašas nesošās konstrukcijas. Radiālais attālums starp statoru un rotoru ir pēc iespējas mazāks, lai nodrošinātu zemu pretestību magnētiskās plūsmas ceļā, kas iekļūst abās iekārtas daļās.

Mazākā atstarpe, ko pieļauj tehnoloģiskās prasības, ir no milimetra desmitdaļas līdz vairākiem milimetriem atkarībā no mašīnas jaudas un izmēriem. Rotora tinuma vadītāji atrodas spraugās gar rotoru, kas veidojas tieši uz tā virsmas, lai nodrošinātu vislielāko rotora tinuma kontaktu ar rotējošo lauku.

Indukcijas mašīnas tiek ražotas gan ar fāzes, gan vāveres rotoriem.

Rīsi. 4. Fāzes rotors

Fāzes rotoram parasti ir trīsfāzu tinums, kas izgatavots kā statora tinums ar tādu pašu polu skaitu. Tinums ir savienots zvaigznē vai trīsstūrī; spoles trīs gali tiek novadīti uz trim izolētiem slīdgredzeniem, kas griežas kopā ar mašīnas vārpstu. Caur birstēm, kas uzmontētas uz mašīnas stacionārās daļas un slīd uz slīdgredzeniem, ar rotoru tiek pieslēgts trīsfāzu palaišanas vai regulēšanas reostats, t.i., katrā rotora fāzē tiek ievadīta aktīva pretestība. Fāzes rotora ārējais skats ir parādīts attēlā. 4, vārpstas kreisajā galā ir redzami trīs slīdēšanas gredzeni. Asinhronie motori ar uztītu rotoru tiek izmantoti tur, kur nepieciešama vienmērīga piedziņas mehānisma ātruma regulēšana, kā arī bieži motora iedarbināšanā zem slodzes.

Vāveres būra rotora konstrukcija ir daudz vienkāršāka nekā fāzes rotora konstrukcija. Vienam no zīmējumiem Fig. 5a ir parādīta lokšņu forma, no kurām ir samontēts rotora serdenis. Šajā gadījumā caurumi pie katras loksnes ārējā apkārtmēra veido gareniskus kanālus serdē. Šajos kanālos ielej alumīniju, pēc tā sacietēšanas rotorā veidojas garenvadoši stieņi.Abos rotora galos vienlaikus tiek izlieti alumīnija gredzeni, kas īssavieno alumīnija stieņus. Iegūto vadošo sistēmu parasti sauc par vāveres šūnu.

Rīsi. 5. Vāveres šūnas rotors

Sprosta rotors ir parādīts attēlā. 5 B. Rotora galos var redzēt ventilācijas lāpstiņas, kas ir izlietas vienlaikus ar īsiem sakabes gredzeniem. Šajā gadījumā spraugas ir noslīpētas ar vienu sadalījumu gar rotoru. Vāveres būris ir vienkāršs, tajā nav bīdāmo kontaktu, tāpēc trīsfāzu asinhronie vāveres būra motori ir lētākie, vienkāršākie un uzticamākie; tie ir visizplatītākie.