Stator at rotor windings ng alternating current electrical machine

Winding ng isang electrical product (device) — isang set ng coils o coils na matatagpuan sa isang tiyak na paraan at konektado, na idinisenyo upang lumikha o gumamit ng magnetic field, o upang makakuha ng isang ibinigay na halaga ng resistance ng isang electrical product (device). Winding coil ng isang de-koryenteng produkto (device) — isang coil ng isang de-koryenteng produkto (device) o bahagi nito, na ginawa bilang isang hiwalay na yunit ng istruktura (GOST 18311-80).

Ang artikulo ay nagsasabi tungkol sa aparato ng stator at rotor windings ng mga electric machine na may alternating current.

Spatial na pag-aayos ng mga windings ng stator:

Rotor sa hawla ng ardilya:

Ang isang stator na may labindalawang puwang, sa bawat isa kung saan ang isang wire ay inilatag, ay schematically na ipinapakita sa fig. 1, a. Ang mga koneksyon sa pagitan ng mga stranded conductor ay ipinahiwatig para lamang sa isa sa tatlong yugto; ang simula ng mga phase A, B, C ng coil ay minarkahan C1, C2, C3; nagtatapos - C4, C5, C6.Ang mga bahagi ng coil na inilatag sa mga channel (ang aktibong bahagi ng coil) ay karaniwang ipinapakita sa anyo ng mga rod, at ang mga koneksyon sa pagitan ng mga wire sa mga grooves (end connections) ay ipinapakita bilang isang solidong linya.

Ang stator core ay may hugis ng guwang na silindro, na isang stack o isang serye ng mga stack (na pinaghihiwalay ng mga ventilation duct) na gawa sa mga sheet ng electrical steel. Sa maliit at katamtamang laki ng mga makina, ang bawat sheet ay naselyohang sa anyo ng isang singsing na may mga grooves kasama ang panloob na circumference. Sa fig. 1, b, isang stator sheet na may mga grooves ng isa sa mga form na ginamit ay ibinigay.

kanin. 1. Ang lokasyon ng paikot-ikot sa mga puwang ng stator at ang pamamahagi ng mga alon sa mga wire

Hayaan ang agarang halaga ng kasalukuyang iA ng unang yugto sa isang tiyak na punto ng oras na maging maximum at ang kasalukuyang ay nakadirekta mula sa simula ng yugto C1 hanggang sa pagtatapos nito C4. Isasaalang-alang namin ang kasalukuyang ito bilang positibo.

Ang pagtukoy sa mga instant na alon sa mga phase bilang isang projection ng umiikot na mga vector sa nakapirming axis ON (Fig. 1, c), nakuha namin na ang mga alon ng phase B at C sa isang naibigay na sandali ay negatibo, iyon ay, sila ay nakadirekta mula sa mga dulo ng mga yugto hanggang sa simula.

I-trace natin ito sa fig. 1d ang pagbuo ng umiikot na magnetic field. Sa sandaling pinag-uusapan, ang kasalukuyang ng phase A ay nakadirekta mula sa simula nito hanggang sa katapusan, iyon ay, kung sa mga wire 1 at 7 ay iniiwan tayo sa labas ng eroplano ng pagguhit, pagkatapos ay sa mga wire 4 at 10 ito ay napupunta sa likod ng eroplano ng pagguhit sa amin (tingnan ang Fig. 1, a at d).

Sa phase B, ang kasalukuyang sa puntong ito ng oras ay dumadaan mula sa dulo ng phase hanggang sa simula nito.Sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga wire ng ikalawang yugto ayon sa sample ng una, maaari itong makuha na ang kasalukuyang ng phase B ay dumadaan sa mga wire 12, 9, 6, 3; sa parehong oras, sa pamamagitan ng mga wire 12 at 6, ang kasalukuyang umalis sa amin sa labas ng eroplano ng pagguhit, at sa pamamagitan ng mga wire 9 at 3 - sa amin. Kumuha kami ng isang larawan ng pamamahagi ng mga alon sa phase C gamit ang sample mula sa phase B.

Ang mga direksyon ng agos ay ibinibigay sa fig. 1, d; ang mga putol-putol na linya ay nagpapakita ng mga linya ng magnetic field na nabuo ng mga alon ng stator; ang mga direksyon ng mga linya ay tinutukoy ng right-hand screw rule. Makikita mula sa figure na ang mga wire ay bumubuo ng apat na grupo na may parehong kasalukuyang direksyon at ang bilang ng 2p pole ng magnetic system ay apat. Ang mga rehiyon ng stator kung saan umaalis ang magnetic lines sa stator ay ang north pole at ang mga rehiyon kung saan pumapasok ang magnetic lines sa stator ay ang south pole. Ang isang arko ng isang stator circle na inookupahan ng isang poste ay tinatawag na pole separation.

Ang magnetic field sa iba't ibang mga punto sa circumference ng stator ay iba. Ang pattern ng pamamahagi ng magnetic field sa kahabaan ng circumference ng stator ay paulit-ulit sa bawat dalawang poste na paghihiwalay. Ang anggulo ng arko 2 ay kinuha bilang 360 electrical degrees. Dahil may mga p double pole division sa paligid ng circumference ng stator, 360 geometric degrees ay katumbas ng 360p electrical degrees, at isang geometric degree ay katumbas ng p electrical degrees.

Sa fig. Ipinapakita ng 1d ang mga magnetic na linya para sa isang tiyak na takdang sandali sa oras. Kung titingnan natin ang larawan ng magnetic field sa ilang magkakasunod na sandali, masisiguro natin na ang field ay umiikot sa pare-parehong bilis.

Hanapin natin ang bilis ng pag-ikot ng field.Pagkatapos ng isang oras na katumbas ng kalahati ng panahon ng alternating current, ang mga direksyon ng lahat ng mga alon ay nababaligtad, dahil sa kung saan ang mga magnetic pole ay baligtad, iyon ay, sa kalahati ng panahon ang magnetic field ay umiikot sa pamamagitan ng isang bahagi ng isang rebolusyon. Ang bilis ng pag-ikot ng stator magnetic field, i.e. ang kasabay na bilis, ay (sa mga rebolusyon bawat minuto)

Ang bilang p ng mga pares ng poste ay maaari lamang maging isang integer, samakatuwid sa dalas ng, halimbawa, 50 Hz, ang kasabay na bilis ay maaaring katumbas ng 3000; 1500; 1000 rpm atbp.

kanin. 2. Detalyadong diagram ng isang three-phase single-layer winding

Ang mga windings ng isang alternating current machine ay maaaring nahahati sa tatlong grupo:

1) reel sa reel;

2) core;

3) espesyal;

Kasama sa mga espesyal na coils ang:

(a) short circuit sa anyo ng squirrel cage;

b) paikot-ikot ng isang asynchronous na motor na may paglipat sa ibang bilang ng mga pole;

c) paikot-ikot ng isang asynchronous na motor na may mga anti-koneksyon, atbp.

Bilang karagdagan sa dibisyon sa itaas, ang mga coils ay naiiba sa isang bilang ng iba pang mga katangian, katulad:

1) sa pamamagitan ng likas na katangian ng pagpapatupad - manu-mano, patterned at semi-patterned;

2) ayon sa lokasyon sa uka - single-layer at dalawang-layer;

3) sa pamamagitan ng bilang ng mga puwang sa bawat poste at phase — windings na may integer q na puwang bawat poste at phase at windings na may fractional number q.

Ang coil ay isang circuit na nabuo sa pamamagitan ng dalawang wire na konektado sa serye. Ang isang seksyon o paikot-ikot ay isang serye ng mga pagliko na konektado sa serye, na matatagpuan sa dalawang mga puwang at may karaniwang pagkakabukod mula sa katawan.

Ang seksyon ay may dalawang aktibong panig. Ang kaliwang aktibong bahagi ay tinatawag na simula ng seksyon (coil) at ang kanang bahagi ay tinatawag na dulo ng seksyon. Ang distansya sa pagitan ng mga aktibong panig ng seksyon ay tinatawag na pitch ng seksyon. Maaari itong masukat alinman sa bilang ng mga prong o sa mga bahagi ng mga dibisyon ng poste.

Ang pitch ng seksyon ay tinatawag na diametral kung ito ay katumbas ng pole division at pinutol kung ito ay mas mababa sa pole division, dahil ang section pitch ay hindi mas malaki kaysa sa pole division.

Ang isang katangian na dami na tumutukoy sa pagpapatakbo ng coil ay ang bilang ng mga puwang sa bawat poste at phase, i.e. ang bilang ng mga puwang na inookupahan ng paikot-ikot ng bawat yugto sa loob ng isang dibisyon ng poste:

kung saan ang z ay ang bilang ng mga puwang ng stator.

Ang coil na ipinapakita sa fig. 1, a, ay may sumusunod na data:

Kahit na para sa pinakasimpleng coil na ito, ang spatial na pagguhit ng mga wire at ang kanilang mga koneksyon ay nagiging kumplikado, kaya kadalasan ay pinapalitan ito ng isang pinalawak na diagram, kung saan ang mga paikot-ikot na mga wire ay inilalarawan hindi sa isang cylindrical na ibabaw, ngunit sa isang eroplano (isang cylindrical ibabaw na may mga uka at isang likid na "bumubukas » sa isang eroplano). Sa fig. 2 ay isang detalyadong diagram ng itinuturing na stator winding.

Sa nakaraang figure, para sa pagiging simple, ipinakita na ang bahagi ng phase A ng paikot-ikot na inilagay sa mga puwang 1 at 4 ay binubuo lamang ng dalawang mga wire, iyon ay, isang pagliko. Sa katunayan, ang bawat bahagi ng paikot-ikot na bumabagsak sa isang poste ay binubuo ng mga w na pagliko, iyon ay, sa bawat pares ng mga grooves na may mga wire ay inilalagay, pinagsama sa isang paikot-ikot. Samakatuwid, kapag nag-bypass ayon sa pinalawig na pamamaraan, halimbawa, ang phase A ng slot 1, kinakailangang i-bypass ang mga slot 1 at 4 w beses bago lumipat sa slot 7. Ang distansya sa pagitan ng mga gilid ng pagliko ng isang paikot-ikot o paikot-ikot na hakbang , y ay ipinapakita sa fig. 1, d; karaniwang ipinahayag sa mga tuntunin ng bilang ng mga channel.

kanin. 3. Asynchronous na kalasag ng makina

Ipinapakita sa fig.1 at 2, ang stator winding ay tinatawag na single-layer, dahil umaangkop ito sa bawat uka sa isang layer.Upang ilagay ang mga intersecting na bahagi sa harap sa isang eroplano, sila ay nakatungo sa iba't ibang mga ibabaw (Larawan 2, b). Ang mga single-layer windings ay ginawa gamit ang isang hakbang na katumbas ng paghihiwalay ng mga pole (Larawan 2, a), o ang hakbang na ito ay katumbas ng average sa paghihiwalay ng mga pole para sa iba't ibang windings ng parehong yugto, kung y> 1, y< 1... Sa ating panahon mas karaniwan ang double layer coils.

Ang simula at pagtatapos ng bawat isa sa tatlong yugto ng paikot-ikot ay ipinahiwatig sa panel ng makina, kung saan mayroong anim na clamp (Larawan 3). Ang tatlong linear wire ng isang three-phase network ay konektado sa itaas na mga terminal C1, C2, SZ (ang simula ng mga phase). Ang mas mababang mga clamp na C4, C5, C6 (ang mga dulo ng mga phase) ay konektado sa isang punto na may dalawang pahalang na jumper, o ang bawat isa sa mga clamp na ito ay konektado sa isang vertical jumper na may itaas na clamp na nakahiga sa itaas nito.

Sa unang kaso, ang tatlong yugto ng stator ay bumubuo ng isang koneksyon sa bituin, sa pangalawa - isang koneksyon sa delta. Kung, halimbawa, ang isang yugto ng stator ay idinisenyo para sa isang boltahe ng 220 V, kung gayon ang boltahe ng linya ng network kung saan nakakonekta ang motor ay dapat na 220 V, kung ang stator ay konektado sa isang delta; kapag konektado sa isang bituin, ang grid line boltahe ay dapat na

Kapag ang stator ay konektado sa bituin, ang neutral na kawad ay hindi na-energize dahil ang motor ay simetriko load sa network.

Ang rotor ng isang induction machine ay gawa sa mga naselyohang sheet ng insulated electrical steel sa isang baras o sa isang espesyal na istrukturang sumusuporta. Ang radial clearance sa pagitan ng stator at rotor ay kasing liit hangga't maaari upang matiyak ang mababang resistensya sa landas ng magnetic flux na tumatagos sa magkabilang bahagi ng makina.

Ang pinakamaliit na puwang na pinapayagan ng mga teknolohikal na kinakailangan ay mula sa ikasampu ng isang milimetro hanggang ilang milimetro, depende sa kapangyarihan at mga sukat ng makina. Ang mga conductor ng rotor winding ay matatagpuan sa mga puwang sa kahabaan ng rotor na bumubuo nang direkta sa ibabaw nito upang matiyak ang pinakamalaking contact ng rotor winding sa umiikot na field.

Ang mga induction machine ay ginawa gamit ang parehong phase at squirrel-cage rotors.

kanin. 4. Phase rotor

Ang isang phase rotor ay karaniwang may tatlong-phase winding, na ginawa tulad ng isang stator winding, na may parehong bilang ng mga pole. Ang paikot-ikot ay konektado sa bituin o delta; ang tatlong dulo ng coil ay humantong sa tatlong insulated slip ring na umiikot sa machine shaft. Sa pamamagitan ng mga brush na naka-mount sa nakatigil na bahagi ng makina at dumudulas sa mga slip ring, ang isang three-phase na panimulang o nagre-regulate na rheostat ay konektado sa rotor, ibig sabihin, isang aktibong pagtutol ang ipinapasok sa bawat yugto ng rotor. Ang panlabas na view ng phase rotor ay ipinapakita sa fig. 4, tatlong slip ring ang makikita sa kaliwang dulo ng baras. Ang mga asynchronous na motor na may rotor ng sugat ay ginagamit kung saan kinakailangan ang maayos na regulasyon ng bilis ng mekanismo ng drive, pati na rin sa madalas na pagsisimula ng motor sa ilalim ng pagkarga.

Ang disenyo ng isang squirrel cage rotor ay mas simple kaysa sa isang phase rotor. Para sa isa sa mga disenyo sa FIG. Ang 5a ay nagpapakita ng hugis ng mga sheet mula sa kung saan ang rotor core ay binuo. Sa kasong ito, ang mga butas na malapit sa panlabas na circumference ng bawat sheet ay bumubuo ng mga longitudinal channel sa core. Ang aluminyo ay ibinubuhos sa mga channel na ito, pagkatapos ng solidification nito, ang mga longitudinal conductive rod ay nabuo sa rotor.Sa magkabilang dulo ng rotor, ang mga aluminyo na singsing ay sabay-sabay na inihagis, na nag-short-circuit sa mga aluminum rod. Ang resultang conductive system ay karaniwang tinatawag na squirrel cell.

kanin. 5. Rotor ng squirrel cell

Ang isang cage rotor ay ipinapakita sa fig. 5 B. Sa mga dulo ng rotor, makikita ang mga blades ng bentilasyon nang sabay-sabay na may mga short-coupling ring. Sa kasong ito, ang mga puwang ay beveled sa pamamagitan ng isang dibisyon kasama ang rotor. Ang squirrel cage ay simple, walang mga sliding contact, samakatuwid ang three-phase asynchronous squirrel cage motors ay ang pinakamurang, pinakasimpleng at pinaka maaasahan; sila ang pinakakaraniwan.