Образование обмоток МПТ. Назначение обмоток якоря. ЭДС обмоток якоря МПТ.

Активные проводники, уложенные в пазах якоря, по торцам соединяются между собой в секции, образующие рабочую обмотку якоря. Секция - основной элемент обмотки якоря состоит из одного или нескольких последовательно соединенных витков. Начало и конец секции припаяны к двум коллекторным пластинам (рис. 1.а, 1.б, 1.в). В результате конец одной секции и начало следующей присоединены к одной и той же коллекторной пластине. Для того чтобы ЭДС в сторонах секций суммировались, стороны каждой секции располагают под полюсами различной полярности. Из технологических соображений обмотку якоря обычно выполняют двухслойной, располагая в каждом пазу его магнитопровода по две стороны различных секций. Пример выполнения такой обмотки для двухполюсной машины приведен на рис. 2.8., где стороны различных секций, размещенных в одном пазу показаны сплошной и пунктирной линиями.

Рис.1 а - схематичная конструкция машины

Рис. 1. б – развернутая схема обмотки,

Рис.1 в – распределение тока в секциях обмотки

Щетки а и б делят обмотку на две одинаковые части, ЭДС в которых складываются. Направления ЭДС в секциях обмотки якоря, при его положении и направлении вращения, показанном на рис. 1а, приведены на рис.1б и 1в.

Ели число полюсов машины больше двух то возможны два основных способа соединения секций в обмотку.

Чтобы присоединить следующую секцию обмотки, можно вернуться под исходный полюс (рис.2.9). Таким образом при поступательно возвратном движении вдоль окружности якоря выполняются соединения петлевой или параллельной обмотки якоря.

Рисунок 2 – Принцип построения петлевой обмотки

Пример построения петлевой обмотки приведен на рис. 2..

б – развернутая схема обмотки,

в – распределение тока в секциях обмотки

Щетки делят петлевую обмотку на столько параллельных ветвей, сколько полюсов имеет машина. То есть при петлевой обмотке общее число щеток и параллельных ветвей равно числу пар полюсов машины: 2а = 2р (где 2а – число параллельнах ветвей обмотки якоря). Щетки одинаковой полярности, находящиеся против одноименных полюсов, объединяются и соединяются с выводными зажимами якоря.

Другой способ образования обмотки машины постоянного тока – это соединение между собой секций, лежащих под следующими по окружности якоря полюсами, выполняемое при поступательном движении вдоль окружности якоря (рис. 3). Так выполняется простая волновая обмотка, называемая также последовательной обмоткой. Число параллельных ветвей при волновой обмотке равно двум (2а = 2) независимо от числа полюсов машины.

Рисунок 3 – Принцип построения волновой обмотки

Чтобы замкнуть волновую обмотку, т. е. чтобы включить в нее все секции обмотки, нужно несколько раз обойти окружность якоря. Петлевая обмотка замыкается после одного обхода якоря.

Пример выполнения однослойной волновой обмотки для четырехполюсной.

а – схема расположения обмотки

б – развернутая схема обмотки,

в – распределение тока в проводниках обмотки

Волновую обмотку применяют в машинах рассчитанных на высокие напряжения. В машинах большой мощности и низкого напряжения предпочтение отдается петлевой обмотке.

Как известно, обмотки машин постоянного тока разделяются на обмотки возбуждения (ОВ) и якоря (ОЯ). Первые служат для возбуждения магнитного поля устройства, а вторые - для отбора мощности от питающей электросети в режиме двигателя или для питания электрической нагрузки в режиме генератора. Существуют еще и обмотки дополнительных полюсов, используемые для облегчения процесса коммутации. Электрические машины постоянного тока независимо от того, являются ли они генераторами или двигателями, могут быть классифицированы на основе схем соединения их обмоток возбуждения и якоря. Они могут составлять единую электрическую цепь или же вообще не иметь электрической связи (независимое возбуждение).