Уравнительные соединения

Практика показывает, что даже при соблюдении тех условий симметрии, которые были изложены выше, э.д.с. ее параллель­ных ветвей могут быть неодинаковыми. Это объясняется главным образом магнитной несимметрией машины, которая обусловлена неравномерностью воздушного зазора под полюсами, а также различной индукцией в отдельных частях магнитной цепи маши­ны (из-за наличия раковин в стали и пр.).

Явление магнитной несимметрии по-разному сказывается на волновых и петлевых обмотках. В волновой обмотке секции каж­дой параллельной ветви равномерно распределены под всеми по­люсами магнитной системы машины (рис.2.9, б и рис.2.10, в). Вследствие этого магнитная несимметрия не приводит к неравенству э.д.с., индуктируемых в отдельных параллельных ветвях. В петлевой обмотке секции каждой параллельной ветви находятся под своей парой полюсов, и поэтому всякая несимметрия магнитной систе­мы между разными парами полюсов приводит к неравенству э.д.с., индуктируемых в отдельных параллельных ветвях обмот­ки (рис.2.7, б, и рис.2.8, в).

Рис.2.11. Схема уравнительных соединений.

Неравенство э.д.с. параллельных ветвей обмотки приводит к появлению уравнительных токов, которые замыкаются через часть обмотки якоря, щетки одинаковой полярности и соединяю­щие их провода. Сопротивление этого пути очень небольшое, по­этому даже незначительная разница индуктируемых э.д.с. вызы­вает большие уравнительные токи. Эти токи протекают и при от­сутствии нагрузки машины. Уравнительные токи вызывают пере­грузку отдельных параллельных ветвей и щеток, вследствие чего ухудшаются условия работы щеточно-коллекторного узла, растут потери в проводниках обмотки, повышается температура машины и уменьшается ее к.п.д.

Для устранения этого явления уравни­тельные токи направляются помимо щеток. Это достигается уста­новкой так называемых уравнительных соединений, с помощью которых соединяются между собой те точки обмотки, которые теоретически должны иметь равные потенциалы. Уравнительные соединения разгружают щетки от уравнительных токов и, кроме того, как показывают более детальные исследования, м.д.с., создаваемые этими токами, в некоторой степени выравнивают несимметрию магнитных потоков отдельных полюсов.

В авиационных электрических машинах уравнительные соединения устанавливаются со стороны коллектора. Чтобы выполнить уравнительные соединения, необходимо знать расстояние между двумя соседними коллекторными пластинами равного потенциала, так называемый потенциальный шаг, определяемый по формуле

Для простой петлевой обмотки потен­циальный шаг

Схема ее уравнительных соединений показана на рис.2.11.

Чем больше уравнительных соединений, тем лучше выпол­няют они свое назначение. На рис.2.11. показан коллектор с полным числом уравнительных соединений. Однако примене­ние полного числа уравни­тельных соединений конструк­тивно усложняет электриче­скую машину и делает ее бо­лее дорогой. Поэтому в авиа­ционных электрических маши­нах, имеющих петлевую об­мотку и работающих в дли­тельном режиме, как правило, применяют неполное чис­ло уравнительных соединений. Обычно число колец, которые присоединяются к равнопотенциальным точкам, выби­рают равным 2р. Площадь поперечного сечения уравнительных соединений берется равной площади поперечного сечения об­мотки якоря. Рассмотренные уравнительные соединения называются уравнительными соединениями первого рода.

В промышленных электрических машинах применяются так называемые сложные петлевые и волновые обмотки, которые характеризуются соответственно шагами (где m>1, обычно m=2) и числами параллельных ветвей 2а=2рm и 2а=2m. В таких обмотках при­меняются уравнительные соединения второго рода в целях обеспечения электрического соединения входящих в них простых обмоток помимо щеток, чтобы избежать неравномерного распределения тока между отдельными простыми обмотками в связи с различным состоянием щеточных контактов. В авиационных машинах сложные обмотки в чистом виде не применяются.