2.18 - Петльова обмотка чотирьохполюсного машини (а) і її еквівалентна схема (б): S = K = 24, y 1 = 6; у 2 = 5; у = у до = 1
Результуючий крок обмотки (рис. 2.19, б) у = у 1 + У 2 ; часткові кроки ( у 1 ≈ у 2 ) приблизно рівні полюсного поділу П„, а крок по колектору у до -подвійному полюсного поділу. Між кроком по колектору у до і кількістю колекторних пластин K існує залежність
В
ру до В± 1 = К ,
звідки
В
у до = (К В± 1)/р. (2.9)
Так як у до повинен бути цілим числом, то число колекторних пластин K, не може бути довільним. Переважно брати y до = (K - 1) / р (неперекрещенная обмотка), так як при цьому трохи зменшується витрата обмоточного дроти. Якірна котушка в розглянутій обмотці має форму хвилі (див. рис. 2.16, б), тому обмотку і називають хвильової. У якорі барабанного типу напрямок е.р.с. зберігається незмінним у всіх сторонах секцій, розташованих в межах одного полюсного поділу, тобто в S /(2 p ) боках секцій.
В
Рис. 2.19 - Загальний вид хвильової обмотки (а) і схема з'єднання її секцій (б)
В
Рис. 2.20 - Хвильова обмотка чотирьохполюсного машини і його еквівалентна схема:
S = K = 19, у 1 = 5; у 2 = 4; у = у до = 9
У простій хвильової обмотці при одному обході кола якоря з'єднують послідовно 2 р сторін секцій; тому кількість секцій у кожній паралельної гілки S в = pS /(2 p ) = S / 2, а число паралельних гілок обмотки
2 a = S/ S B = 2. (10-10).
Отже, число паралельних гілок при простій хвильової обмотці не залежить від числа полюсів і завжди дорівнює двом. З цієї причини таку обмотку часто називають послідовною. Зрівняльні з'єднання при простій хвильової обмотці не вимагаються, так як в кожну паралельну гілку входять секції, сторони яких розташовані під усіма полюсами. У результаті цього нерівність потоків окремих полюсів не викликає нерівності е.р.с. в паралельних гілках. На рис. 2.20, а показана схема простий хвильової обмотки чотирьохполюсного машини, а на рис. 2.20, б - Еквівалентна схема її, що показує послідовність з'єднань окремих секцій обмотки і утворюються при цьому паралельні галузі. При хвильової обмотці в машині можна встановлювати тільки два щіткових пальця. Однак це роблять лише в машинах малої потужності; в більш потужних машинах для зменшення щільності струму під щітками і поліпшення струмознімання зазвичай ставлять повний комплект (2 р ) щіткових пальців.
Області застосування різних обмоток. Двополюсні машини невеликої потужності виконують з простою петлевий обмоткою, так як при двох полюсах хвильова обмотка перетворюється на петлеву. У міру збільшення потужності зазвичай переходять до більш компактним чотириполюсним машинам, які мають меншу масу, ніж двополюсні машини. Чотирьохполюсні машини невеликої та середньої потужності часто мають хвильову обмотку, що не вимагає застосування зрівняльних з'єднань. При підвищеному напрузі на щітках (до 1000 В і більше) таку обмотку застосовують у чотирьохполюсних машинах потужністю до 200 - 300 кВт. Якщо ж напруга на колекторі невелика (110 або 220 В), то вже при потужності в десятки кіловат застосовують чотирьохполюсні машини з петлевою обмоткою для зменшення струму i a в паралельної гілки. Величина цього струму навіть у вельми потужних машинах не повинна перевищувати 250-300 А, бо за виконання обмотки з провідників дуже великого перерізу виникають значні технологічні труднощі при виготовленні якірних котушок та їх укладанні. При простій петлевий обмотці струм i a = I а /(2 a ) = I а /(2 p ) , тому з ростом потужності та струму машини для збереження струму гілки в допустимих межах збільшують число полюсів.
Складні обмотки. При потужності більше 1000 кВт стає вигідним застосовувати складні багатоходові обмотки якоря. У простому випадку багатоходові обмотки являють собою m простих петлевих або хвильових обмоток, накладених на загальний якір і зміщених щодо один одного. У складній петлевий обмотці число паралельних гілок 2а = 2рm, а в складній хвильової - 2а = 2m , де m -число ходів обмотки. Результуючий крок обмотки і крок по колектору відповідно рівні:
В
у = у до = В± т; у = у до = ...
