Alternatif akım elektrik makinelerinin stator ve rotor sargıları

Bir elektrikli ürünün (cihazın) sarılması - bir manyetik alan oluşturmak veya kullanmak veya bir elektrikli ürünün (cihazın) belirli bir direnç değerini elde etmek için tasarlanmış, belirli bir şekilde yerleştirilmiş ve bağlanmış bir dizi bobin veya bobin. elektrikli ürünün (cihazın) - ayrı bir yapısal birim (GOST 18311-80) olarak yapılmış bir elektrikli ürünün (cihazın) veya bir kısmının bobini.

Makale, alternatif akımlı elektrik makinelerinin stator ve rotor sargılarının cihazını anlatıyor.

Stator sargılarının mekansal düzeni:

Sincap kafesli rotor:

Her biri bir telin döşendiği on iki yuvalı bir stator şematik olarak Şekil 2'de gösterilmiştir. 1 A. Çok telli iletkenler arasındaki bağlantılar, üç fazdan yalnızca biri için belirtilmiştir; bobinin A, B, C fazlarının başlangıcı C1, C2, C3 olarak işaretlenmiştir; biter — C4, C5, C6.Bobinin kanallara döşenen kısımları (bobin aktif kısmı) geleneksel olarak çubuk şeklinde gösterilir ve oluklardaki teller arasındaki bağlantılar (uç bağlantılar) düz bir çizgi olarak gösterilir.

Stator çekirdeği, elektrikli çelik levhalardan yapılmış bir yığın veya bir dizi yığın (havalandırma kanallarıyla ayrılmış) olan içi boş bir silindir şekline sahiptir. Küçük ve orta ölçekli makinelerde, her tabaka iç çevre boyunca yivli bir halka şeklinde damgalanır. İncirde. 1,b'de bir stator levhası yivli kullanılan formlardan biri verilmiştir.

Pirinç. 1. Sargının stator yuvalarındaki yeri ve akımların tellerdeki dağılımı

Belirli bir zaman noktasında birinci fazın iA akımının anlık değeri maksimum olsun ve akım C1 fazının başlangıcından C4 sonuna kadar yönlendirilsin. Bu akımı pozitif olarak kabul edeceğiz.

Fazlardaki anlık akımları, sabit eksen AÇIK (Şekil 1, c) üzerinde dönen vektörlerin bir izdüşümü olarak belirleyerek, belirli bir anda B ve C fazlarının akımlarının negatif olduğunu, yani yönlendirildiğini elde ederiz. aşamaların sonundan başlangıcına kadar.

Şek. 1d dönen bir manyetik alanın oluşumu. Söz konusu anda, A fazının akımı başından sonuna kadar yönlendirilir, yani 1 ve 7 numaralı tellerde bizi çizim düzleminin dışında bırakırsa, o zaman 4 ve 10 numaralı tellerde düzlemin arkasına gider. bize çizimin (bkz. Şekil 1, a ve d).

B fazında, zamanın bu noktasındaki akım, fazın sonundan başlangıcına geçer.İkinci fazın tellerini birincinin örneğine göre bağlayarak, faz B'nin akımının 12, 9, 6, 3 tellerinden geçtiği elde edilebilir; aynı zamanda, 12 ve 6 numaralı tellerden akım bizi çizim düzleminin dışında ve 9 ve 3 numaralı tellerden - bize bırakır. B fazındaki örneği kullanarak C fazındaki akım dağılımının bir resmini elde ederiz.

Akımların yönleri şek. 1, d; kesikli çizgiler, stator akımları tarafından üretilen manyetik alan çizgilerini gösterir; çizgilerin yönleri sağ el kuralına göre belirlenir. Tellerin aynı akım yönlerine sahip dört grup oluşturduğu ve manyetik sistemin 2p kutup sayısının dört olduğu şekilden görülmektedir. Statorda manyetik çizgilerin statordan ayrıldığı bölgeler kuzey kutupları, manyetik çizgilerin statora girdiği bölgeler ise güney kutuplarıdır. Bir kutup tarafından işgal edilen bir stator çemberinin yayı kutup ayrımı olarak adlandırılır.

Stator çevresi üzerindeki farklı noktalardaki manyetik alan farklıdır. Stator çevresi boyunca manyetik alan dağılım modeli, her iki kutup ayrımı boyunca periyodik olarak tekrarlanır Ark açısı 2, 360 elektrik derecesi olarak alınır. Statorun çevresinde p adet çift kutup bölümü olduğundan, 360 geometrik derece 360p elektrik derecesine ve bir geometrik derece p elektrik derecesine eşittir.

İncirde. 1d, belirli bir sabit an için manyetik çizgileri göstermektedir. Zaman içinde birkaç ardışık an için manyetik alanın resmine bakarsak, alanın sabit bir hızla döndüğünden emin olabiliriz.

Alanın dönüş hızını bulalım.Alternatif akımın periyodunun yarısına eşit bir süreden sonra, tüm akımların yönleri tersine çevrilir, bu nedenle manyetik kutuplar tersine çevrilir, yani periyodun yarısında manyetik alan bir devrimin kesri kadar döner. Stator manyetik alanının dönme hızı, yani senkron hız (devir/dakika olarak)

Kutup çiftlerinin p sayısı yalnızca bir tam sayı olabilir, bu nedenle örneğin 50 Hz'lik bir frekansta senkron hız 3000'e eşit olabilir; 1500; 1000 devir vb.

Pirinç. 2. Üç fazlı tek katmanlı sargının ayrıntılı diyagramı

Bir alternatif akım makinesinin sargıları üç gruba ayrılabilir:

1) makaradan makaraya;

2) çekirdek;

3) özel;

Özel bobinler şunları içerir:

(a) sincap kafesi şeklinde kısa devre;

b) bir asenkron motorun farklı sayıda kutba geçiş yaparak sarılması;

c) bir asenkron motorun anti-bağlantılı vb. ile sarılması.

Yukarıdaki bölüme ek olarak, bobinler bir dizi başka özellikte farklılık gösterir, yani:

1) yürütmenin doğası gereği - manuel, desenli ve yarı desenli;

2) oluktaki konuma göre - tek katmanlı ve iki katmanlı;

3) kutup ve faz başına yuva sayısına göre — q tamsayılı sargılar, kutup ve faz başına yuvalar ve kesirli sayı q ile sargılar.

Bobin, seri bağlı iki telden oluşan bir devredir. Bir bölüm veya sargı, iki yuvaya yerleştirilmiş ve gövdeden ortak yalıtım ile seri olarak bağlanmış bir dizi dönüştür.

Bölümün iki aktif tarafı vardır. Sol aktif taraf bölümün başlangıcı (bobin) olarak adlandırılır ve sağ taraf bölümün sonu olarak adlandırılır. Kesitin aktif kenarları arasındaki mesafeye kesit perdesi denir. Tırnak sayısıyla veya kutup bölümlerinin bazı kısımlarında ölçülebilir.

Kesitin eğimi, kutup bölümüne eşitse çapsal, kutup bölümünden küçükse kesik olarak adlandırılır, çünkü bölüm adımı kutup bölümünden büyük değildir.

Bobinin çalışmasını belirleyen karakteristik bir miktar, kutup ve faz başına yuva sayısıdır, yani bir kutup bölümü içindeki her bir fazın sarımı tarafından işgal edilen slot sayısı:

burada z, stator yuvalarının sayısıdır.

Şek. 1, a, aşağıdaki verilere sahiptir:

Bu en basit bobin için bile, tellerin ve bağlantılarının uzamsal çizimi karmaşıktır, bu nedenle genellikle sargı tellerinin silindirik bir yüzey üzerinde değil, bir düzlemde (silindirik) gösterildiği genişletilmiş bir şema ile değiştirilir. oluklu yüzey ve bir bobin bir düzlemde "açılır »). İncirde. Şekil 2, dikkate alınan stator sargısının ayrıntılı bir diyagramıdır.

Önceki şekilde, basit olması için, sargının A fazının 1. ve 4. yuvalara yerleştirilen kısmının sadece iki telden, yani bir dönüşten oluştuğu gösterilmiştir. Aslında, sargının bir direğe düşen bu tür her bir kısmı w dönüşlerden oluşur, yani her oluk çiftine w teller tek bir sargıda birleştirilir. Bu nedenle, genişletilmiş şemaya göre, örneğin slot 1'in A fazını atlarken, slot 7'ye geçmeden önce slot 1 ve 4 w'yi atlamak gerekir. Bir sarma veya sarma adımının dönüşünün kenarları arasındaki mesafe , y, Şek. 1, d; genellikle kanal sayısı cinsinden ifade edilir.

Pirinç. 3. Asenkron makine kalkanı

Şek.Şekil 1 ve 2'de, stator sargısı tek tabaka olarak adlandırılır, çünkü her oyuğa bir tabaka halinde oturur Kesişen ön kısımları bir düzlemde yerleştirmek için farklı yüzeyler üzerinde bükülürler (Şek. 2, b). Tek katmanlı sargılar, kutupların ayrılmasına eşit bir adımla yapılır (Şekil 2, a) veya bu adım, y> 1 ise, aynı fazın farklı sargıları için kutupların ayrılmasına ortalama olarak eşittir, y< 1... Günümüzde çift katlı bobinler daha yaygın.

Sarımın üç fazından her birinin başlangıcı ve bitişi, altı kıskacın bulunduğu makine panelinde belirtilmiştir (Şekil 3). Üç fazlı bir ağın üç lineer kablosu üst terminaller C1, C2, SZ'ye (fazların başlangıcı) bağlanır. Alt kıskaçlar C4, C5, C6 (fazların uçları) ya iki yatay köprü ile bir noktaya bağlanır ya da bu kıskaçların her biri, üst kıskaç üzerinde olacak şekilde dikey bir köprüye bağlanır.

İlk durumda, statorun üç fazı, ikincisinde bir yıldız bağlantısı oluşturur - bir delta bağlantısı. Örneğin, statorun bir fazı 220 V'luk bir voltaj için tasarlanmışsa, stator bir delta ile bağlıysa, motorun bağlı olduğu şebekenin hat voltajı 220 V olmalıdır; bir yıldız ile bağlandığında, ızgara hattı voltajı olmalıdır

Stator yıldıza bağlandığında, motor şebekeye simetrik bir yük olduğundan nötr tele enerji verilmez.

Bir endüksiyon makinesinin rotoru, bir mil veya özel bir destek yapısı üzerinde damgalanmış yalıtılmış elektrikli çelik levhalardan yapılmıştır. Stator ve rotor arasındaki radyal boşluk, makinenin her iki parçasına da nüfuz eden manyetik akının yolunda düşük direnç sağlamak için mümkün olduğu kadar küçüktür.

Teknolojik gereksinimlerin izin verdiği en küçük boşluk, makinenin gücüne ve boyutlarına bağlı olarak milimetrenin onda biri ile birkaç milimetre arasında değişmektedir. Rotor sargısının iletkenleri, rotor sargısının dönen alanla en büyük temasını sağlamak için doğrudan yüzeyinde oluşan rotor boyunca yuvalara yerleştirilmiştir.

Asenkron makineler hem fazlı hem de sincap kafesli rotorlarla üretilir.

Pirinç. 4. Faz rotoru

Bir faz rotoru genellikle, aynı sayıda kutupla bir stator sargısı gibi yapılan üç fazlı bir sargıya sahiptir. Sargı yıldız veya delta olarak bağlanır; bobinin üç ucu, makine mili ile birlikte dönen üç yalıtımlı kayma halkasına yönlendirilir. Makinenin sabit kısmına monte edilen ve kayma halkaları üzerinde kayan fırçalar aracılığıyla, rotora üç fazlı bir başlatma veya reosta bağlanır, yani rotorun her fazına bir aktif direnç verilir. Faz rotorunun dış görünümü şekil 2'de gösterilmiştir. Şekil 4'te, milin sol ucunda üç kayma halkası görülmektedir. Sargı rotorlu asenkron motorlar, tahrik mekanizmasının hızının düzgün bir şekilde düzenlenmesinin yanı sıra motorun yük altında sık sık çalıştırılmasının gerekli olduğu durumlarda kullanılır.

Bir sincap kafesli rotorun tasarımı, bir faz rotorununkinden çok daha basittir. Şekil l'deki tasarımlardan biri için; Şekil 5a, rotor çekirdeğinin monte edildiği levhaların şeklini göstermektedir. Bu durumda, her levhanın dış çevresine yakın delikler, çekirdekte uzunlamasına kanallar oluşturur. Bu kanallara alüminyum dökülür, katılaştıktan sonra rotorda uzunlamasına iletken çubuklar oluşur.Rotorun her iki ucunda, alüminyum çubukları kısa devre yapan alüminyum halkalar aynı anda dökülür. Ortaya çıkan iletken sistem genellikle bir sincap hücresi olarak adlandırılır.

Pirinç. 5. Sincap hücreli rotor

Şekil l'de bir kafes rotoru gösterilmektedir. 5 B. Rotor uçlarında, havalandırma kanatlarının kısa kaplin halkaları ile aynı anda dökümü görülebilir. Bu durumda, yarıklar rotor boyunca bir bölümle eğimlidir. Sincap kafesi basittir, kayan kontak yoktur, bu nedenle üç fazlı asenkron sincap kafesli motorlar en ucuz, en basit ve en güvenilirdir; en yaygın olanlarıdır.