Электродвижущая сила обмоток переменного тока

При проектировании машин переменного тока стремятся к тому, чтобы индуктируемые в обмотках ЭДС были синусоидальными. Высшие гармоники ЭДС могут вызвать в электрических сетях и приемниках ряд нежелательных явлений. Поэтому стремятся подавлять высшие гармоники ЭДС с помощью соответствующей конструкции обмоток. К таким конструктивным мерам относятся:

• 1. Укорочение шага обмотки;
• 2. Распределение обмотки по пазам;
• 3. Скос пазов магнитопровода.

Действующее значение основной гармоники ЭДС фазы обмотки равно.

.

где f 1- частота индуктируемой ЭДС; w — число витков фазы обмотки; коб — обмоточный коэффициент; кc — коэффициент скоса пазов; Фm — амплитуда магнитного потока.

Обмоточный коэффициент можно представить в виде.

.

где кy — коэффициент укорочения шага обмотки; кp — коэффициент распределения обмотки.

Коэффициент укорочения шага обмотки Коэффициент укорочения шага обмотки характеризует уменьшение ЭДС в витке вследствие укорочения шага обмотки. Коэффициент определяется отношением геометрической суммы ЭДС проводников витка к их арифметической сумме. Значение ky будет равно.

.

где.

— относительный шаг обмотки.

Если обмотка выполнена с полным шагом y=, кy =1.

Для обмотки с укороченным шагом кY<1.

Коэффициент распределения обмотки Коэффициент распределения обмотки характеризует уменьшение ЭДС в катушечной группе из q последовательно соединенных катушек по сравнению с ЭДС катушки, обладающей таким же, суммарным, числом витков. Коэффициент определяется отношением геометрической суммы ЭДС катушечной группы Eq к их арифметической сумме (qEк).

Значение кp будет равно.

.

Выразив значение через, получим.

Обмотка, выполненная с q=1, называется сосредоточенной, а ее коэффициент распределения .

Обмотка, выполненная с q > 1, называется распределенной, а ее коэффициент распределения .

Коэффициент скоса пазов обмотки характеризует уменьшение ЭДС в витке вследствие применения скоса. Коэффициент определяется отношением геометрической суммы ЭДС элементарных участков активной части витка к их арифметической сумме.

.

где bc, — величины скоса и полюсного деления, выраженные в пазовых делениях. ЭДС фазы обмотки от высшей гармоники поля равна.

.

где — частота высшей гармоники; v — порядок гармоники;

— обмоточный коэффициент v-ой гармоники ;

— коэффициент укорочения v-ой гармоники;

— коэффициент распределения v-ой гармоники;

— коэффициент скоса пазов v-ой гармоники;

— амплитуда магнитного потока v-ой гармоники; - магнитная индукция v-ой гармоники; - осевая длина воздушного зазора.