Выпущенная в 1959 г. книга „Обмотки вращательных электрических машин" вызвала интерес у чехословацких специалистов. Книга была издана на чешском языке, вследствие чего круг ее читателей был сравнительно ограничен. Поэтому мы весьма приветствовали возможность издания этой книги также и на русском языке, что будет значительно содействовать ее более широкому использованию.
В предлагаемом труде мы стремились теорию обмоток поставить на строго научную базу. Обмотки различных видов исследовались на основании потенциальных многоугольников, дающих возможность определять различные свойства обмоток.
В главе об обмотках машин постоянного тока были выведены условия для правильного функционирования многократных множественных параллельных и последовательных параллельных обмоток, применявшихся до сего времени лишь в сравнительно ограниченной мере, хотя такие обмотки для крупных машин, быстроходных машин и маш ин на низкие напряжения имеют важное значение. Равным образом и теория уравнительных обмоток, заменяющих обмотки с эквипотенциальными соединениями была детально разработана. Такие обмотки послужили основанием для демпфированных обмоток коллекторных машин переменного тока. Для обмоток пост оянного тока приведены практические таблицы для облегчения расчетов применяемых обмоток.
В главе об обмотках машин перем енного тока приведены принципы устройства различных обмоток и разные способы исследования обмоточных коэффициентов. Обмотки переменного тока с дробным числом пазов на полюс и фазу рассчитывались на основании схемы Тингли, заменяющей.звезду векторов и облегчающей расчет таких обмоток. Было выведено влияние обмотки на распределение индуктированного напряжения. Для исследования электромагнитных свойств обмоток переменного тока применялись диаграммы магнитных напряжений, т. н. диаграммы Гёргеса. Качество обмоток с учетом высших гармонических исследовалось по методу проф. Крон для, а также при помощи верзорного исчисления. Были рассмотрены и силы короткого замыкания, действующие на лобовые части обмотки. Равным образом и проблемам обмоток для высоких напряжений уделялось значительное внимание.
В последней главе рассматриваются демпфированные обмотки коллекторных машин переменного тока, в настоящее время применяемые для улучшения коммутации. Была разработана детальная теория таких обмоток и выведен метод для их числовой оценки.
Мы надеемся, что предлагаемая книга будет благоприятно принята советской технической общественностью,
Прага, январь 1962 г. Авторы
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие...................................................................... 5
Условные обозначения............................................................. 13
Глава 1 ОБМОТКИ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
А. Основные понятия
1. Введение.................................................................... 17
2. Векторные диаграммы электродвижущих сил.................................. 25
3. Уравнения обмоток......................................................... 30
4. Построение многоугольников................................................ 35
5. Петлевые обмотки.......................................................... 38
а) Параллельные обмотки................................................... 38
б) Многократные множественные параллельные петлевые обмотки............. 52
6. Волновые обмотки.......................................................... 57
а) Симметричные последовательные обмотки................................. 57
б) Несимметричные последовательные обмотки............................... 59
в) Волновые параллельные обмотки.......................................... 65
г) Многократные множественные параллельные волновые обмотки ............ 67
д) Параллельно-последовательные обмотки................................... 69
7. Обмотки с несколькими сторонами в пазу .................................... 71
а) Петлевая равносекционная неперекрещивающаяся обмотка с укороченным шагом ...................................................................... 75
б) Петлевая ступенчатая обмотка............................................. 78
в) Волновая ступенчатая обмотка............................................ 81
г) Равносекционная последовательная обмотка с и = 3 ........................ 85
8. Сущность уравнительных соединений......................................... 87
а) Причины возникновения несимметричной нагрузки в параллельных ветвях обмоток якора ............................'................................. 87
б) Уравнительные токи...................................................... 90
в) Уравнительные соединения 1-го рода ...................................... 92
г) Уравнительные соединения П-го рода...................................... 102
9. Принципы уравнительных обмоток........................................... 105
а) Составляющие обмотки с противоположными направлениями обхода........ 106
б) Составляющие обмотки с совпадающими направлениями обхода ............ 107
Б. Систематика обмоток машин постоянного тока
10. Условия правильного хода различных параллельных обмоток и пульсация э. д. с.
машины................................................................. 134
11. Петлевые параллельные обмотки ............................................ 141
12. Волновые параллельные обмотки ............................................ 144
13. Симметричные последовательные обмотки ................................... 145
14. Многократные параллельные обмотки........................................ 155
а) Многократные параллельные петлевые обмотки............................ 157
б) Многократные параллельные волновые обмотки............................ 161
15. Параллельно-последовательные обмотки ..................................... 165
16. Обмотки с уравнительными соединениями П-го рода .......................... 174
17. Параллельная уравнительная обмотка Латура ................................ 190
18. Уравнительные многократные параллельные обмотки ......................... 192
19. Уравнительные параллельно-последовательные обмотки....................... 198
20. Обмотки с двумя коллекторами.............................................. 206
21. Специальные обмотки....................................................... 232
а) Обмотки для двух родов тока............................................. 232
б) Обмотки с увеличенным числом пластин................................... 237
в) Расщепленные обмотки................................................... 243
г) Коммутационные демпферы............................................... 246
22. Добавочные потери в обмотках крупных машин постоянного тока.............. 252
23. Кривая напряжения между пластинами....................................... 257
24. Правила выбора типа обмоток машин постоянного тока....................... 261
Глава II ОБМОТКИ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
А. Основные понятия
1. Гармонический анализ периодических функций при помощи рядов Фурье......... 275
а) Общие формулы ......................................................... 275
б) Примеры гармонического анализа......................................... 284
2. Двумерный гармонический анализ ........................................... 290
а) Основные операции с верзорами .......................................... 290
б) Разложение в гармонические составляющие при двумерном анализе.......... 294
3. Многофазные несимметричные системы ...................................... 297
а) Двухфазные несимметричные системы...................................... 298
б) Трехфазные несимметричные системы...................................... 299
4. Электродвижущая сила, индуктированная в обмотках машин переменного тока... 308
5. Обмоточный коэффициент .................................................. 315
а) Обмоточный коэффициент распределения................................... 315
б) Шаговый коэффициент.................................................... 322
в) Исключение высших гармоник при помощи укорачивания шага.............. 324
г) Обмоточные коэффициенты для целого числа пазов на полюс и фазу.......... 325
Б. Типы обмоток машин переменного тока и их исследование
6. Классификация обмоток..................................................... 326
7. Основные соединения обмоток............................................... 326
а) однослойные обмотки..................................................... 326
б) двухслойные обмотки .................................................... 333
8. Однофазные концентрические обмотки........................................ 334
9. Двухфазные концентрические обмотки ....................................... 340
10. Трехфазные концентрические обмотки........................................ 342
а) обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу............................ 342
б) концентрические обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу.......... 353
11. Трехфазные обмотки с катушками одинакового шага.......................... 360
12. Распределенные обмотки.................................................... 366
а) Обмотки распределенные, замкнутые....................................... 366
б) Делители напряжения.................................................... 371
в) Распределенные обмотки разомкнутые (разрезные) ......................... 372
г) Вывод узла обмотки постоянного тока при помощи разомкнутой распределенной обмотки...............»............................................. 376
д) Определение распределения обмотки одной фазы........................... 378
13. Однофазные распределенные обмотки........................................ 386
14. Двухфазные распределенные обмотки......................................... 392
15. Трехфазные распределенные обмотки......................................... 397
а) Обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу............................ 397
б) Обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу ....................... 412
16. Схема Тингли___.......................................................... 419
17. Параллельные обмотки и схемы соединений .................................. 430
18. Графическое исследование магнитного напряжения............................ 443
а) Диаграммы магнитных напряжений.......................................' 443
б) Показатель качества обмотки.............................................. 446
19. Диаграммы магнитных напряжений ......................................... 452
а) Обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу............................ 452
б) Обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу......................... 467
20. Исследование магнитных напряжений при помощи верзоров.................... 475
а) Прямой метод исследования............................................... 475
б) Косвенный метод исследования............................................ 492
21. Обмотки роторов асинхронных машин ....................................... 512
22. Влияние обмоток на распределение индуктированного напряжения.............. 536
23. Указания для выбора обмоток переменного тока.............................. 556
24. Добавочные потери в пазах обмотки крупных машин переменного тока......... 564
а) Добавочные потери в пазах, вызванные поперечным полем.................. 564
а) Обмотки с массивными проводниками .................................. 567
Р) Обмотки с составными проводниками .................................. 572
у) Практические случаи................................................... 576
8) Критическое сечение проводника в пазу................................... 583
Е) Влияние вихревых токов от попер, поля в пазу.......................... 587
б) Добавочные потери в пазах, вызванные продольным магнитным полем....... 592
25. Добавочные потери, вызванные реакцией лобовых частей обмоток ............. 599
а) Обмотки с концентрическими лобовыми частями ........................... 600
Б. Типы обмоток машин переменного тока и их исследование
6. Классификация обмоток..................................................... 326
7. Основные соединения обмоток............................................... 326
а) однослойные обмотки..................................................... 326
б) двухслойные обмотки .................................................... 333
8. Однофазные концентрические обмотки........................................ 334
9. Двухфазные концентрические обмотки ....................................... 340
10. Трехфазные концентрические обмотки........................................ 342
а) обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу............................ 342
б) концентрические обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу.......... 353
11. Трехфазные обмотки с катушками одинакового шага.......................... 360
12. Распределенные обмотки.................................................... 366
а) Обмотки распределенные, замкнутые........................................ 366
б) Делители напряжения.................................................... 371
в) Распределенные обмотки разомкнутые (разрезные) ......................... 372
г) Вывод узла обмотки постоянного тока при помощи разомкнутой распределенной обмотки...............»..............•............................... 376
д) Определение распределения обмотки одной фазы........................... 378
13. Однофазные распределенные обмотки........................................ 386
14. Двухфазные распределенные обмотки......................................... 392
15. Трехфазные распределенные обмотки......................................... 397
а) Обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу............................ 397
б) Обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу ....................... 412
16. Схема Тингли............................................................... 419
17. Параллельные обмотки и схемы соединений .................................. 430
18. Графическое исследование магнитного напряжения............................ 443
а) Диаграммы магнитных напряжений.......................................' 443
б) Показатель качества обмотки.............................................. 446
19. Диаграммы магнитных напряжений ......................................... 452
а) Обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу............................ 452
б) Обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу......................... 467
20. Исследование магнитных напряжений при помощи верзоров.................... 475
а) Прямой метод исследования............................................... 475
б) Косвенный метод исследования............................................ 492
21. Обмотки роторов асинхронных машин ..............,........................ 512
22. Влияние обмоток на распределение индуктированного напряжения.............. 536
23. Указания для выбора обмоток переменного тока.............................. 556
24. Добавочные потери в пазах обмотки крупных машин переменного тока......... 564
а) Добавочные потери в пазах, вызванные поперечным полем.................. 564
а) Обмотки с массивными проводниками .................................. 567
(}) Обмотки с составными проводниками .................................. 572
у) Практические случаи................................................... 576
8) Критическое сечение проводника в пазу.................................. 583
е) Влияние вихревых токов от попер, поля в пазу.......................... 587
б) Добавочные потери в пазах, вызванные продольным магнитным полем....... 592
25. Добавочные потери, вызванные реакцией лобовых частей обмоток ............. 599
а) Обмотки с концентрическими лобовыми частями........................... 600
б) Распределенные обмотки.................................................. 608
26. Механические напряжения обмоток от сил короткого замыкания ............... 643
а) Напряжения лобовых частей концентрических обмоток...................... 645
б) Напряжения лобовых частей распределенных обмоток ...................... 663
в) Силы короткого замыкания, действующие в пазах якорей.................... 688
г) Обмотки для ударных турбоальтернаторов................................. 691
27. Обмотки высокого напряжения............................................... 696
а) Проблемы обмоток для высоких напряжений............................... 697
а) Диэлектрические потери ............................................... 697
Р) Влияние температуры на диэлектрические потери и на пробивной градиент 700
у) Термическая и механическая прочность изоляции........................ 702
8) Корона............................................................... 706
е) Разрядные напряжения................................................. 710
б) Диэлектрические напряжения изоляции в пазу............................... 711
в) Средства для предотвращения короны в пазах и на выступах проводников из
пазов.................................................................... 719
а) Полупроводящие покрытия............................................. 719
Р) Одноступенчатое полупроводящее покрытие............................. 723
у) Двухступенчатое полупроводящее покрытие............................. 728
8) Другие средства для предотвращения короны на выступах проводников из
пазов................................................................. 733
г) Выполнение обмоток для высоких напряжений ............................. 734
а) Определение размеров изоляционных гильз ............................. 734
Р) Некоторые типы обмоток для высоких напряжений....................... 736
д) Несколько замечаний к технологии обмоток для высоких напряжений........ 740
е) Развитие методов изолировки высоковольтных машин^79^................... 749
а) Исторический обзор.................................................... 749
Р) Обработка изоляционных материалов при помощи термопластических вяжущих веществ........................................................... 750
у) Причины дефектов высоковольтных машин.............................. 752
S) Изоляция с упрочняющими вяжущими веществами ...................... 752
е) Силиконная изоляция.................................................. 758
Глава III ОБМОТКИ КОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1. Распределения тока и магнитные напряжения у обмоток коллекторных машин...... 765
а) Однофазные обмотки........................................................ 767
б) Трехфазные обмотки ........................................................ 778
в) Шестифазные обмотки....................................................... 783
2. Преобразования обмоток для улучшения коммутации .......................... 794
а) Обмотки с коммутацией сопротивлением...................................... 795
б) Обмотки с вставленными пластинами на коллекторе........................... 799
в) Многократные множественные параллельные обмотки......................... 802
г) Демпфированные обмотки................................................... 803
д) Обмотки коллекторных машин по принципу „беличьего колеса"................ 804
3. Коммутация демпфированных обмоток.......................................... 805
* а) Уравновешенные обмотки.................................................... 806
б) Энергия потоков рассеяния магнитных полей.................................. 813
в) Численный пример коммутации уравновешенной обмотки...................... 814
г) Неуравновешенные обмотки.................................................. 818
д) Численный пример коммутации неуравновешенной обмотки.................... 824
4. Указания для проектирования демпфированных обмоток.......................... 827
5. Демпфированные обмотки, составленные из двух петлевых обмоток............... 830
6. Демпфированные обмотки, составленные из петлевой и волновой обмоток......... 841
7. Демпфированные обмотки, выполненные на основании множественных параллельных обмоток с повернутыми потенциальными многоугольниками...................... 859
8. Демпфированные обмотки, выполненные на основании множественных параллельных симметричных обмоток.................................................... 871
9. Демпфированные обмотки, выведенные из многократных множественных параллельных вырожденных обмоток ..................................................... 901
10. Обмотки, выведенные из многократных параллельных петлевых вырожденных обмоток с уравнительными соединениями третьего рода.............................. 915
Приложение — Таблицы обмоток постоянного тока.................................. 927
Алфавитный указатель............................................................. 976
Цена: 1000руб.
