لفات الجزء الثابت والدوار للآلات الكهربائية ذات التيار المتردد

لف منتج كهربائي (جهاز) - مجموعة ملفات أو ملفات موجودة بطريقة معينة ومتصلة ، مصممة لإنشاء أو استخدام مجال مغناطيسي ، أو للحصول على قيمة معينة لمقاومة منتج كهربائي (جهاز). ملف لف لمنتج كهربائي (جهاز) - ملف من منتج كهربائي (جهاز) أو جزء منه ، مصنوع كوحدة هيكلية منفصلة (GOST 18311-80).

يتحدث المقال عن جهاز لفات الجزء الثابت والدوار للآلات الكهربائية ذات التيار المتردد.

الترتيب المكاني لملفات الجزء الثابت:

دوار قفص السنجاب:

يظهر الجزء الثابت الذي يحتوي على اثني عشر فتحة ، يتم وضع سلك واحد في كل منها ، بشكل تخطيطي في الشكل. 1 ، أ. يشار إلى الوصلات بين الموصلات المجدولة لمرحلة واحدة فقط من المراحل الثلاث ؛ تم وضع علامة على بداية المراحل A ، B ، C من الملف C1 ، C2 ، C3 ؛ ينتهي - C4 ، C5 ، C6.تظهر أجزاء الملف الموضوعة في القنوات (الجزء النشط من الملف) بشكل تقليدي في شكل قضبان ، وتظهر التوصيلات بين الأسلاك في الأخاديد (الوصلات الطرفية) كخط صلب.

يتكون قلب الجزء الثابت على شكل أسطوانة مجوفة ، وهي عبارة عن كومة أو سلسلة من المداخن (مفصولة بقنوات تهوية) مصنوعة من صفائح فولاذية كهربائية. في الآلات الصغيرة والمتوسطة الحجم ، يتم ختم كل ورقة على شكل حلقة بها أخاديد على طول المحيط الداخلي. في التين. 1 ، ب ، ورقة الجزء الثابت مع الأخاديد من أحد الأشكال المستخدمة.

أرز. 1. موقع اللف في فتحات الجزء الثابت وتوزيع التيارات في الأسلاك

دع القيمة اللحظية لـ iA الحالي للمرحلة الأولى في نقطة زمنية معينة تكون قصوى ويتم توجيه التيار من بداية المرحلة C1 إلى نهايتها C4. سوف نعتبر أن هذا التيار إيجابي.

تحديد التيارات اللحظية في المراحل كإسقاط للمتجهات الدوارة على المحور الثابت ON (الشكل 1 ، ج) ، نحصل على أن تيارات المرحلتين B و C في لحظة معينة سلبية ، أي أنها موجهة من نهايات المراحل إلى البداية.

دعونا نتتبعه في الشكل. 1d تشكيل مجال مغناطيسي دوار. في الوقت الحالي ، يتم توجيه تيار المرحلة A من بدايته إلى نهايته ، أي إذا تركنا في الأسلاك 1 و 7 خارج مستوى الرسم ، ثم في الأسلاك 4 و 10 يذهب خلف المستوى من الرسم لنا (انظر الشكل 1 ، أ و د).

في المرحلة B ، يمر التيار في هذه المرحلة من نهاية المرحلة إلى بدايتها.من خلال توصيل أسلاك المرحلة الثانية وفقًا لعينة المرحلة الأولى ، يمكن الحصول على أن تيار المرحلة B يمر عبر الأسلاك 12 ، 9 ، 6 ، 3 ؛ في الوقت نفسه ، من خلال الأسلاك 12 و 6 ، يتركنا التيار خارج مستوى الرسم ، ومن خلال الأسلاك 9 و 3 - بالنسبة لنا. نحصل على صورة لتوزيع التيارات في المرحلة C باستخدام عينة من المرحلة B.

يتم إعطاء اتجاهات التيارات في الشكل. 1 ، د ؛ تظهر الخطوط المتقطعة خطوط المجال المغناطيسي الناتجة عن تيارات الجزء الثابت ؛ يتم تحديد اتجاهات الخطوط بواسطة قاعدة المسمار الأيمن. يمكن أن نرى من الشكل أن الأسلاك تشكل أربع مجموعات لها نفس اتجاهات التيار وأن عدد الأقطاب 2p للنظام المغناطيسي هو أربعة. مناطق الجزء الثابت حيث تترك الخطوط المغناطيسية الجزء الثابت هي القطبين الشماليين والمناطق التي تدخل فيها الخطوط المغناطيسية إلى الجزء الثابت هي القطبين الجنوبيين. يسمى القوس لدائرة الجزء الثابت الذي يشغله قطب واحد بفصل القطب.

يختلف المجال المغناطيسي عند نقاط مختلفة على محيط الجزء الثابت. يتكرر نمط توزيع المجال المغناطيسي على طول محيط الجزء الثابت بشكل دوري من خلال كل فاصل ثنائي القطب.زاوية القوس 2 تؤخذ على أنها 360 درجة كهربائية. نظرًا لوجود أقسام p ثنائية القطب حول محيط الجزء الثابت ، فإن 360 درجة هندسية تساوي 360 درجة كهربائية ، ودرجة هندسية واحدة تساوي p درجات كهربائية.

في التين. يوضح الشكل 1 د الخطوط المغناطيسية للحظة معينة من الزمن. إذا نظرنا إلى صورة المجال المغناطيسي لعدة لحظات متتالية في الوقت المناسب ، يمكننا التأكد من أن الحقل يدور بسرعة ثابتة.

لنجد سرعة دوران المجال.بعد وقت يساوي نصف فترة التيار المتردد ، تنعكس اتجاهات جميع التيارات ، بسبب انعكاس الأقطاب المغناطيسية ، أي في نصف الفترة التي يدور فيها المجال المغناطيسي بجزء من الدورة. سرعة دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت ، أي السرعة المتزامنة ، هي (بالدورات في الدقيقة)

يمكن أن يكون عدد p لأزواج الأقطاب عددًا صحيحًا ، وبالتالي عند تردد 50 هرتز على سبيل المثال ، يمكن أن تكون سرعة التواقت مساوية لـ 3000 ؛ 1500 ؛ 1000 دورة في الدقيقة إلخ.

أرز. 2. رسم تخطيطي مفصل لملف من طبقة واحدة من ثلاث مراحل

يمكن تقسيم ملفات آلة التيار المتردد إلى ثلاث مجموعات:

1) بكرة إلى بكرة ؛

2) جوهر ؛

3) خاص ؛

تشمل الملفات الخاصة:

(أ) ماس كهربائى على شكل قفص سنجاب ؛

ب) لف محرك غير متزامن مع التبديل إلى عدد مختلف من الأعمدة ؛

ج) لف محرك غير متزامن بوصلات مضادة ، إلخ.

بالإضافة إلى التقسيم أعلاه ، تختلف الملفات في عدد من الخصائص الأخرى ، وهي:

1) حسب طبيعة التنفيذ - يدوي ، منقوشة وشبه منقوشة ؛

2) حسب الموقع في الأخدود - طبقة واحدة وطبقتين ؛

3) من خلال عدد الفتحات لكل قطب وطور - ملفات ذات عدد صحيح q فتحات لكل قطب وطور وملفات برقم كسري q.

الملف عبارة عن دائرة تتكون من سلكين متصلين في سلسلة. القسم أو الملف عبارة عن سلسلة من المنعطفات متصلة في سلسلة ، وتقع في فتحتين ومع عزل مشترك عن الجسم.

يحتوي القسم على جانبين نشطين. يسمى الجانب الأيسر النشط بداية القسم (الملف) والجانب الأيمن يسمى نهاية القسم. تسمى المسافة بين الجوانب النشطة للقسم خطوة القسم. يمكن قياسه إما بعدد الشوكات أو بأجزاء من أقسام القطب.

تسمى خطوة المقطع بقطر ثنائي إذا كانت مساوية لتقسيم القطب ويتم اقتطاعها إذا كانت أقل من انقسام العمود ، نظرًا لأن خطوة القسم ليست أكبر من انقسام العمود.

الكمية المميزة التي تحدد تشغيل الملف هي عدد الفتحات لكل قطب وطور ، أي عدد الفتحات التي يشغلها ملف كل مرحلة ضمن تقسيم قطب واحد:

حيث z هو عدد فتحات الجزء الثابت.

الملف الموضح في الشكل. 1 ، أ ، لديه البيانات التالية:

حتى بالنسبة لأبسط ملف ، فإن الرسم المكاني للأسلاك ووصلاتها معقد ، لذلك يتم استبداله عادةً بمخطط موسع ، حيث لا يتم تصوير الأسلاك المتعرجة على سطح أسطواني ، ولكن على مستوى (أسطواني) السطح مع الأخاديد والملف "تتكشف" في الطائرة). في التين. 2 هو رسم تخطيطي مفصل لملف الجزء الثابت المدروس.

في الشكل السابق ، من أجل التبسيط ، تم توضيح أن جزءًا من المرحلة A من الملف الموجود في الفتحتين 1 و 4 يتكون من سلكين فقط ، أي دورة واحدة. في الواقع ، يتكون كل جزء من اللف الذي يسقط على عمود واحد من لفات w ، أي في كل زوج من الأخاديد يتم وضع الأسلاك ، مجتمعة في ملف واحد. لذلك ، عند التجاوز وفقًا للمخطط الممتد ، على سبيل المثال ، المرحلة A من الفتحة 1 ، من الضروري تجاوز الفتحتين 1 و 4 مرات قبل الانتقال إلى الفتحة 7. المسافة بين جانبي دورة واحدة لخطوة لف أو لف ، y يظهر في الشكل. 1 ، د ؛ عادة ما يتم التعبير عنه من حيث عدد القنوات.

أرز. 3. درع آلة غير متزامن

يظهر في الشكل.1 و 2 يسمى ملف الجزء الثابت أحادي الطبقة ، لأنه يلائم كل أخدود في طبقة واحدة ، لوضع الأجزاء الأمامية المتقاطعة في المستوى ، يتم ثنيها على أسطح مختلفة (الشكل 2 ، ب). تصنع اللفات أحادية الطبقة بخطوة مساوية لفصل القطبين (الشكل 2 ، أ) ، أو هذه الخطوة مساوية في المتوسط ​​لفصل الأقطاب لملفات مختلفة من نفس المرحلة ، إذا كانت y> 1 ، y <1 ... في أيامنا هذه ، تعد لفائف الطبقة المزدوجة أكثر شيوعًا.

يشار إلى بداية ونهاية كل مرحلة من المراحل الثلاث للملف على لوحة الآلة ، حيث توجد ستة مشابك (الشكل 3). ترتبط ثلاثة أسلاك خطية لشبكة ثلاثية الطور بالمطاريف العلوية C1 و C2 و SZ (بداية المراحل). يتم توصيل المشابك السفلية C4 و C5 و C6 (نهايات المراحل) إما بنقطة واحدة مع وصلات عبور أفقية ، أو يتم توصيل كل من هذه المشابك بوصلة رأسية مع وجود المشبك العلوي فوقها.

في الحالة الأولى ، تشكل المراحل الثلاث للجزء الثابت اتصالًا نجميًا ، في الحالة الثانية - اتصال دلتا. على سبيل المثال ، إذا تم تصميم مرحلة واحدة من الجزء الثابت لجهد 220 فولت ، فيجب أن يكون جهد الخط للشبكة التي يتصل بها المحرك 220 فولت ، إذا كان الجزء الثابت متصلاً بدلتا ؛ عند الاتصال بنجم ، يجب أن يكون جهد خط الشبكة

عندما يتم توصيل الجزء الثابت بالنجمة ، لا يتم تنشيط السلك المحايد لأن المحرك عبارة عن حمل متماثل على الشبكة.

يتكون دوار آلة الحث من صفائح مختومة من الفولاذ الكهربائي المعزول على عمود أو على هيكل دعم خاص. تكون الخلوص الشعاعي بين الجزء الثابت والدوار صغيرًا قدر الإمكان لضمان مقاومة منخفضة في مسار التدفق المغناطيسي الذي يخترق كلا الجزأين من الماكينة.

أصغر فجوة تسمح بها المتطلبات التكنولوجية تتراوح من عُشر المليمتر إلى عدة مليمترات ، اعتمادًا على قوة الماكينة وأبعادها. توجد موصلات الملف الدوار في الفتحات الموجودة على طول الجزء المتحرك والتي تتشكل مباشرة على سطحه لضمان أكبر اتصال لملف الدوار مع المجال الدوار.

يتم تصنيع آلات الحث بدوارات طور وأقفاص سنجاب.

أرز. 4. الدوار المرحلة

عادة ما يكون لدوار الطور ملف ثلاثي الأطوار ، مصنوع مثل لف الجزء الثابت ، مع نفس عدد الأقطاب. اللف متصل بالنجمة أو دلتا ؛ تؤدي الأطراف الثلاثة للملف إلى ثلاث حلقات انزلاقية معزولة تدور مع عمود الآلة. من خلال الفرش المثبتة على الجزء الثابت من الماكينة والانزلاق على حلقات الانزلاق ، يتم توصيل بدء تشغيل ثلاثي الأطوار أو تنظيم مقاومة متغيرة بالدوار ، أي يتم إدخال مقاومة نشطة في كل مرحلة من مراحل الدوار. يظهر الشكل الخارجي لدوار الطور في الشكل. 4 ، ثلاث حلقات انزلاقية مرئية في الطرف الأيسر من العمود. تُستخدم المحركات غير المتزامنة مع دوار الجرح حيث يلزم التنظيم السلس لسرعة آلية القيادة ، وكذلك في التشغيل المتكرر للمحرك تحت الحمل.

تصميم دوار قفص السنجاب أبسط بكثير من تصميم دوار الطور. لأحد التصاميم في FIG. يوضح الشكل 5 أ شكل الألواح التي يتم تجميع قلب الدوار منها. في هذه الحالة ، تشكل الثقوب بالقرب من المحيط الخارجي لكل ورقة قنوات طولية في القلب. يُسكب الألمنيوم في هذه القنوات ، بعد تصلبها ، تتشكل قضبان موصلة طولية في الدوار.في كلا طرفي الدوار ، يتم صب حلقات الألمنيوم في وقت واحد ، مما يؤدي إلى قصر دائرة قضبان الألومنيوم. يُطلق على الجهاز الموصل الناتج عادةً اسم خلية السنجاب.

أرز. 5. دوار خلية السنجاب

يظهر دوار القفص في الشكل. 5 B. في نهايات الدوار ، يمكن رؤية ريش التهوية مصبوبة في وقت واحد مع حلقات اقتران قصيرة. في هذه الحالة ، تكون الفتحات مشطوفة بقسم واحد على طول الدوار. قفص السنجاب بسيط ، ولا توجد اتصالات منزلقة ، وبالتالي فإن محركات قفص السنجاب غير المتزامنة ثلاثية الطور هي الأرخص والأبسط والأكثر موثوقية ؛ هم الأكثر شيوعًا.