Construcia mainilorelectrice rotative

Sistemul electric

Sistemul electric

nfurri

borne

Inele de contact, colector perii

Rolul sistemului electric:

Crearea cmpului magnetic,

Sediul t.e.m.induse transformarea energiei

Legtura electric cu exterior i ntre pr"ile componente

Elementele sistemului electric:

Inele de contact-perii

23

1

4Numr lamele colector K

Colectorul

1.- butuc- fier2.- piuli special-fier3.- izolaia- mic,micanit4.- lamel de colector- cupru electrolitic5.- izolaia dintre lamele

Colector

5.- izolaia dintre lamele

1.- butuc- fier2.- piuli special-fier3.- izolaia- mic,micanit4.- lamel de colector- cupru electrolitic

6.- butuc7.- roata cu spie

Materiale folosite

Cupru ;conductoare: rotunde

Scu < 10 mm2

Materiale pentru conductoare

Aluminiu; turnat

d 0,2 < d < 3,5 mm

profile speciale

0,4 < h,b < 15 mmh

b

band lamel

profilateScu > 8 mm2

bar

dup funcia indeplinit

simplu stratdublu strat

diametralscurtat, mrit

dup numrul de straturi

dup deschiderea bobinei

dup forma constructiv

indusinductor

concentratrepartizat

deschisnchis

Clasificarea nfurrilor

Criterii de clasificare :

dup accesibilitate

Clasificarea nfurrilor

Clasificarea nf-urrilordup forma constructiv

concentrate repartizate

deschise nchise

stratificate

n galei

spiralate

Pas diametral

Pas mrit

Pas mic-orat

intregi fracionare n colivielegat la colector

Simplu strat Dublu strat

Domeniul de folosire : transformatoare,

poli apareni .

Modul de realizare n funcie de pierderile -i disiparea cldurii- un singur strat

- mai multe straturi

- in galeti

- spiralat.

bobina

distantorbobina

Infurri concentrate

Toate spirele nf-urrii sunt strbtute de acela-i flux, fa de cmp

au aceea-i poziie.

Sunt plasate pe miezuri magnetice

Rezult prin nserierea unor bobine elementare sau secii, plasaten crestturi, care sunt strbtute de fluxuri diferite, avnd poziiidiferite n spaiu.

bobina elementar rezult prin nserierea unor spire, care auaceea-i dimensiune -i form.

Bobin cu dou spire

Infurri repartizate.Definiii.

Latura de ducere

Latura de ntoarcere

latur inactivLaturi active

latur inactivcapt de bobin

.3 spire sau secii n paralel.

O spir realizat din bare

Tipuri de spire,secii

Y1Y1

Deschiderea bobinei sau primul pas se exprim n numr de crestturi

Pasul polarp

Ncr

=2

=p

NY cr21

Deschiderea bobinei

Y1 [crestturi] = n.i.Ncr numr total

crestturip numr perechi

de poli,> numr subunitar

Reprezint distana msurat n numr de crestturi dintre laturile active, de ducere-i de ntoarcere a unei bobine.

Deschiderea raportat: 1

1Yy =

Y1

Deschiderea bobinei

1

1Yy =

Observaie:la nf-urrile deschise intr-un singur strat deschiderea fizic a bobinei,

seciei poate diferi de deschiderea calculat, care n acest caz este egal cupasul polar.

Deschiderea raportat:

Dac : y1 = 1 pas diametral,y1 < 1 pas scurtat,y1 > 1 pas mrit.

Y1=

nfurri repartizate n simplu i dublu strat

pan

conductor izolat

izola"ie cresttur

izola"ia dintrestraturi

mnunchi

.cNp = 2

Steaua tensiunilor electromotoare30o

30 o

30o

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

e1

0

e

2

t

Numr raze suprapuse = div [Ncr , p]

T.e.m. indus n bobin, secie se obine prin nsumarea vectoriala tensiunii laturilor.

t.e.m. induse n bobin, secie

322

122

=

=

=p

Ncr

==

2sin 11

y

EE

k Yy

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

-4

Y1= = 3

1-4

1

-31-3

@ Y1 = 2

t.e.m. se mic-oreaz cu factorul de scurtare .

321

1 ==Yy

T.e.m. indus n nfurare

T.e.m. rezultant pentru q = n.i. bobine nseriate estemic-orat cu factorul de zon.

T.e.m. indus n nf-urare se obine prin nsumarea vectorial atensiunii bobinelor.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 1-4

2-55E

5

5

5

2sin

2sin

== q

q

EEkb

q

Factorul de nfurare

iqyb kkkk =

Factorul de scurtare :

==

2sin 11

y

EE

k Yy

Factorul de zon :

2sin

2sin

== q

q

EEkb

q

Factorul de nf-urare:

2

2sin

= c

c

kiFactorul de inclinare:

cd

Clasificarea nfurrilor

deschise

Clasificarea nf-urrilordup forma constructiv

concentrate

stratificate

n galei

spiralate

repartizate

Pas diametral

Pas mrit

Pas mic-orat

intregi fracionare

Simplu strat Dublu strat

nchise

n colivielegat la colector

VoncilaHighlight

m - faze,

2p - poli

n Ncr - crestturi -i

ns - straturi pe cresttura

qmpNc =2

Numrul de crestturi

q - numr de crestturi pe pol -i faz.

nfurri deschise

mpNq cr

=2

se realizeaz pentru :

VoncilaHighlight

nfurri deschise

Condiia de simetrie : numr de bobine pe faz identice

..2

inmnNN scrbf =

= ..innqp s =

Clasificarea nf-urrilor deschise :Dup ns (nr.straturi): ns = 1 ntr-un strat

ns = 2 dublu strat

Dup q (nr.crestturi pe pol -i faz): q = n.i. ntregq n.i. fracionar

Observaie : Nu se poate executa o nf-urare simetric pentruorice numr de crestturi, sau pentru orice valoare fracionara lui q.

Exemplu. nfurare trifazat ntr-un strat

Ncr = 24, m = 3, 2p = 4, ns =1,

Rezult :

Unghiul dintre razele stelei t.e.m.

Divizor ( Ncr , p ) = 2 vor fi 2 raze suprapuse

o

c rNp 3 0

2 43 6 022 ===

Pe o armtur cu 24 crestturi o nf-urare trifazat ntr-un strat pentru patru poli.

q = 2 ntreg

1224

32224

2=

=

=

mpNq cr

Pasul polar 6424

2==

=

pNcr

Steaua t.e.m. la exemplul considerat

12

3

4

5

67

8

9

10

11

12

1314

15

16

17

1819

20

21

22

23

24

42

=

=m

NN crraze

4 -grupul 5,6,17,18 faza B Laturi de ducere cu rezultantamaxim -i defazat cu 2/mfat de faza A

A

B

C

Repartizarea crestturilor pe faze:1 -Se formeaz grupuri Nraze

cu rezultanta maxim,

2 -primul grup 1,2,13,14- faza Alaturi de ducere,3 -Laturi de ntoarcere - faza A-grupul 7,8,19,20 cu rezultanta Xmaxim -i n opoziie cu A

5 -se repet de la punctul 3.

X

Formarea bobinelor.

O bobin este format din dou mnunchiuri parcurse n sensuri opuse , carese gsesc la distana Y1 ~ .

Sunt posibile multe variante delegare, care dau diverse forme decapete de bobine.

Nu conteaz ordinea de nsumare.

1

2

3

3

2

1

Se leag mnunchiuri mai apropiatepentru a mic-ora lungimeacapetelor de bobin.

Schema desfurat a nfurrii fracionare ntr-un strat

12

3

4

5

67

8

9

10

11

12

1314

15

16

17

1819

20

21

22

23

24A

B

C

X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24

A

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24 1

X

Bobine egale

A XBobine inegale concentrice

Forma capetelor de bobin n dou etaje.

nfurare ntr-un strat cu bobine inegale cu capete debobin n dou etaje.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24

A XCZ BY

1 2

1

2

nfurare ntr-un strat cu bobine egale cu capete debobin n form de evolvent

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24

A XCZ B Y

nfurare ntr-un strat cu bobine egale trapezoidale

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24 1

A XCZ B Y

aI

nfurare ntr-un strat cu bobine inegale concentrice icapetele n trei etaje.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24

A XCZ BY

Exemplu. nfurare trifazat n dublu strat

Ncr = 24, m = 3, 2p = 4, ns =2, Y1 = 5

Rezult :

Unghiul dintre razele stelei t.e.m.

Divizor ( Ncr , p ) = 2 vor fi 2 raze suprapuse

o

c rNp 3 0

2 43 6 022 ===

Pe o armtur cu 24 crestturi o nf-urare trifazat n dublu strat cu deschidereaY1 = 5 crestturi pentru patru poli.

q = 2 ntreg

1224

32224

2=

=

=

mpNq cr

Pasul polar 6424

2==

=

pNcr

Steaua t.e.m. la exemplul considerat

12

3

4

5

67

8

9

10

11

12

1314

15

16

17

1819

20

21

22

23

24

42

=

=m

NN crraze

4 -grupul 5,6,17,18 faza B Laturi de ducere cu rezultantamaxim -i defazat cu 2/mfat de faza A

A

B

C

Repartizarea crestturilor pe faze:1 -Se formeaz grupuri Nraze

cu rezultanta maxim,

2 -primul grup 1,2,13,14- faza Alaturi de ducere,3 -Laturi de ntoarcere - faza A-grupul 7,8,19,20 cu rezultanta Xmaxim -i n opoziie cu A

5 -se repet de la punctul 3.

X

Schema desfurat a nfurrii n dublu strat.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

V YU XWZ

Se repartizeaz numai stratul superior stratul inferior rezult cunoscnd deschidereabobinei. Y1 = 5 crestturi.

65

1 =y

Ncr = 24, m = 3, 2p = 6, ns =1,

Rezult :

Unghiul dintre razele stelei t.e.m.

Divizor ( Ncr , p ) = 3 vor fi 3 raze suprapuse

Exemplu. nfurare fracionar

o

c rNp 4 5

2 43 6 032 ===

Pe o armtur cu 24 crestturi o nfurare trifazat ntr-un strat pentru ase poli.

q = 4/3 fracionar dar p.q.ns = 4 = n.i.

1824

33224

2=

=

=

mpNq cr

Pasul polar 4624

2==

=

pNcr

Steaua t.e.m. la exemplul considerat

A

BC

1791

210

18

3 11

51321

14

23 7

6

22

412

20

19

816

24

15

1791

210

18

3 11

51321

14

23 7

6

22

412

20

19

816

24

15

1791

2

51321

144

1220

19

816

24

15

42

=

=m

NN crraze

4 -grupul 4,12,19,20 faza B Laturi de ducere cu rezultantamaxim -i defazat cu 2/mfat de faza A

Repartizarea crestturilor pe faze:1 -Se formeaz grupuri Nraze

cu rezultanta maxim,

2 -primul grup 1,2,9,17- faza Alaturi de ducere,

3 -Laturi de ntoarcere - faza A-grupul 5,13,14,21 cu rezultantaX maxim -i n opoziie cu A

5 -se repet de la punctul 3.

A X

O bobin este format din dou mnunchiuri parcurse n sensuri opuse.

Schema desfurat a nfurrii fracionare ntr-un strat.

Sunt posibile multe variante de legare, care dau diverse forme de capete debobine.

Nu conteaz ordinea de nsumare. Se leag mnunchiuri mai apropiate pentru amic-ora lungimea capetelor de bobin.

8

1791

210

18

3 11 19

51321

23 15 7

412

20

1624

614

22

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24

Scheme radialeAlte tipuri de scheme ale nfurrilor.

Clasificarea nfurrilor

Clasificarea nf-urrilordup forma constructiv

concentrate

stratificate

n galei

spiralate

repartizate

Pas diametral

Pas mrit

Pas mic-orat

deschise

intregi fracionare

Simplu strat

nchise

Dublu strat

n colivielegat la colector

- legate la colector,

- tip colivie.nf-urare tip colivie : bare -i inele de scurtcircuitare

Se realizaez : prin turnare sub presiune din aluminiu,

din bare sudate sau lipite de inele din cupru.

Dac sunt nclinate cu ct.e.m. se mic-oreaz cufactorul de inclinare.

nfurri nchise

nf-urri nchise :

Colivie din aluminiucu bare nclinate

Colivia din cupru

nfurare tip colivie

Colivia nesimetricdin cupru

Colivia dubl din cupru

1. Miez din tole2. Bare interioare3. Bare exterioare4. Inele de scurtcircuitare

1. Tole2. Bare3. Inelul de scurtcirciutare4. Polul

nfurri nchise legate la colector

La fiecare lamel se leag dou capete de bobine.

nf-urarea nchis se execut n dou sau mai multe straturi.

12

nfurri nchise legate la colector

bc NKuN ==

Numr bobine elementare sau secii Nb = K

2u - laturi de bobine elementare se gsesc ntr-ocresttur.

Cale de curent: totalitatea seciilor parcurse ntre dou perii de polaritate opuse.

Numrul cilor de curent este par: 2a

u = 1

u = 3

Cresttur elementar dou laturi de bobin

La ma-ini mici -i foarte mari

VoncilaHighlight

Pa-ii nf-urrii nchise

Pasul de legtur. Y2Distana msurat n numr de crestturi ntre latura de ntoarcerea unei bobine -i latura de ducere a bobinei urmtoare.

Pasul rezultant al nf-urrii YDistana msurat n numr de crestturi ntre laturile de ducere adou bobine consecutive.

Deschiderea bobineisau primul pasDistana msurat n numrde crestturi dintre laturileactive, de ducere -i dentoarcere a unei bobine.

Y2Y1Y2Y

YK

Y1

n n+1n-1

La colector Yk

Buclate : pasul rezultant al nf-urrii Y este egal cu ordinulde multiplicitate m

Se nseriaz bobinele cu pasul de legtur Y2

21 YYY = m =

Numrul cilor de curent : 2a = 2pm

Clasificarea nfurrilor dup modul de inseriere a bobinelor

Sunt nseriate bobineApropiate, plasate ncrestturi nvecinate.

Y2Y1Y

YK

1 2K 3

Y2Y1

YK

Y

1 2K 3

YK = u.Y

+ m - m

Exemplu.nfurare buclat.

K = 16

2p = 4

buclat

m = 1

045163602 ==

Divizor ( Ncr , p ) = 2 vor fi 2 raze suprapuse

145o

45 o

2

13

15

11

148

1210

9

6

7

5

4

3

1

16

145o

2

45 o

3

Pe o armtur cu 16 crestturi o nf-urare buclat simpl pentru patru poli.

Paii nfurrii

404

1621

==

= pKY

44

162

==

=pK

Y1 = pas diametral

Pasul polar

Deschiderea sau primul pas

1+=Y

31412 === YYY

Pasul rezultant

Pasul de legtur sau al doilea pas

1

+Y15

2

+Y26

+Y

+Y

3

7

4

8

5

9

6

10

7

11

8

12

9

13

13

10

14

11

15

12

16

13

1

14

2

15

3

16

4

1

Poligonul t.e.m.

1

2

45o

45 o

13

15

11

148

1210

9

6

7

5

4

3

1

16

2

8

6

7

54

3

1

13

15

1114

12

10

916

Numrul de perii necesare : doua poligoane

Np = 2p = 4Poziia periilor : la distana de un pas polar :8 8 + 4 = 12 12 + 4 = 16 16 + 4 = 4

1

+Y15

1-5

11

2

3

Schema desfurat.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 15

Legturi echipoten"iale: ntre puncte, care teoretic au acelai poten"ial ( nodurilepoligonului t.e.m. )

Aceste puncte se gsesc la distan"a de 2 = 8 lamele

Legturile se execut la colector. Deobicei se execut toate legturile.

Schema echivalent a nfurrii la momentul considerat

2

8

6

7

54

3

1

13

15

1114

12

10

9 16

2 31 4

68 7 5

9 10 11 12

13 1514 16

+A -B

Numrul cilor de curent : 2a = 4 = 2pm

Ondulate

Pasul rezultant al nf-urrii trebuie s fie :pmKY =

nf-urarea nu se poate executa pentru orice K -i p.

Relaia dintre pa-i : 21 YYY +=

Numrul cilor de curent : 2a = 2m

Clasificarea nfurrilor nchise

Sunt nseriate bobine care se gsesc la distan"a unui pas polar

Y1Y2Y1 Y2

Y

YK- m1 2K YKK YK21

Y1Y2Y1 Y2

Y

YK+ m

Exemplu.nfurare ondulat.

K = 15

2p = 4

ondulat

m = 1

048153602 ==

1

2

3

48o

48 o 4

5

67

8

9

10 11

12

13

1415

Divizor ( Ncr , p ) = 1 nu vor fi raze suprapuse

Pe o armtur cu 15 crestturi o nf-urare ondulat simpl pentru patru poli.

Paii nfurrii

343

415

21==

=

pKY

433

415

2==

=

pK

Y1 < pas scurtat

Pasul polar

Deschiderea sau primul pas

72

115=

=Y

43712 === YYY

Pasul rezultant

Pasul de legtur sau al doilea pas

1

+Y14

8

+Y211

+Y

15

3

7

10

14

2

6

9

13

1

5

8

12

15

15

4

7

11

14

3

6

10

13

2

5

9

12

1

+Y

Numrul de perii necesare : Np = 2p = 4

Poziia periilor : la distana de un pas polar :

1

2 3

48 o

48 o

4

5

67

8

9

10

11

12

1314

15

Poligonul t.e.m.

1-4

1

218

43321 =+

434

4331 =+ 4

112433

218 =+

+ 4/5, 12/13

- 1,8/91

Y1 = 3

11

1213

14

10

6

7

8 9

152

3

45

118

15

Schema desfurat a nfurrii.

218

43321 =+4

344331 =+ 4

112433

218 =+

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5

7 83 4 5 6 213 14 15 19 10 11 12+- +-

1

-B

29 10 1131

136

8

715 14

45 12

+A

Schema echivalent a nfurrii la momentul considerat

11

1213

14

10

6

7

8 9

152

3

45

1

Numrul cilor de curent : 2a = 2 = 2m

Combinate : se reunesc o nf-urare buclat -i o nf-urareondulat cu acela- numr de ci de curent.

bobo mpmaa ==nf-urarea ondulat constituie legtura echipotenialpentru cea buclat, deci :

pKYY

pKYY obob =+=+ 11

Clasificarea nfurrilor nchise

Numrul cilor de curent : 2a = 22mo

Condiii de simetrie

Condiii de simetrie pentru nf-urri nchise:

in orice moment numrul seciilor pe cale de curents fie acela-i.

..2.. inp

aina

K==

..22..

115 inin ==

Numr secii = numr lamele de colector

..24..

216 inin ==

T.e.m. indus.

npf =

eb1

20

eb

t

Tensiune indus este alternativ de frecven":

T.e.m. culeas la perii

2

8

6

7

54

3

1

13

15

1114

12

10

916

e

2 8

6

7

5

4

3

1

13

1511

1412

10

9

16

e

emax emin

42 2

m i nm a x

m i nm a x tgeeeee =

+

=

Pulsaia tensiunii la perii

Tensiunea electromotoare indus

11

1213

14

10

6

7

8 9

152

3

45

1

7 83 4 5 6 213 14 15 19 10 11 12+- +-

7 83 4 5 6 213 14 15 19 10 11 12+- +-

11

1213

14

10

6

7

8 9

152

3

45

1-B

29

1011

31

136

8

715

14

45

12

+A

8-139-4

2-4

T.e.m. culeas la perii

nKKTK

==112

t

e

emin emax TK TK

nKT

fK

K ==1

Frecvena de pulsaie a tensiunii

Intervalul de timp n care o lamel se gse-te sub perie timpul de comutaie

42 tge=

Pulsaia t.e.m.

nf-urare oblic tipFaulhaber.

nf-urarea rombic tipFtterer.

Infurri speciale aezate n ntrefier

Construcia mainilor electrice ...Sistemul electricInele de contact-periiColectorulColectorMateriale folositeClasificarea nfurrilor dup funcia indeplinit dup numrul de straturi dup deschiderea bobinei dup forma constructiv dup accesibilitate

Clasificarea nfurrilorSlide 9Infurri repartizate.Definiii...Tipuri de spire,seciiDeschiderea bobineiDeschiderea bobineinfurri repartizate n simplu...Steaua tensiunilor electromotoar...t.e.m. induse n bobin, secieT.e.m. indus n nfurareFactorul de nfurareClasificarea nfurrilornfurri deschisenfurri deschiseExemplu. nfurare trifazat n...Steaua t.e.m. la exemplul consid...Formarea bobinelor.Schema desfurat a nfurrii...nfurare ntr-un strat cu bobi...nfurare ntr-un strat cu bobi...nfurare ntr-un strat cu bobi...nfurare ntr-un strat cu bobi...Exemplu. nfurare trifazat n...Steaua t.e.m. la exemplul consid...Schema desfurat a nfurrii...Exemplu. nfurare fracionarSteaua t.e.m. la exemplul consid...Schema desfurat a nfurrii...Alte tipuri de scheme ale nfu...Clasificarea nfurrilornfurri nchisenfurare tip colivieMiez din toleBare interioareBare exterioareInele de scurtcircuitareToleBareInelul de scurtcirciutarePolul

nfurri nchise legate la col...nfurri nchise legate la col...Paii nfurrii nchiseClasificarea nfurrilor dup ...Exemplu.nfurare buclat.Paii nfurriiPoligonul t.e.m.Schema desfurat.Schema echivalent a nfurrii...Clasificarea nfurrilor nchi...Exemplu.nfurare ondulat.Paii nfurriiPoligonul t.e.m.Schema desfurat a nfurrii...Schema echivalent a nfurrii...Clasificarea nfurrilor nchi...Condiii de simetrieT.e.m. indus.T.e.m. culeas la periiTensiunea electromotoare indusT.e.m. culeas la periiInfurri speciale aezate n ...