Инструменты и расчеты

На протяжении развития электромашиностроения предпринимались разнообразные попытки скручивания составных элементов прямоугольного сечения крупного проводника; так, например, в каждом элементе делались надрезы несколько больше, чем до половины ширины, в которых элементы перекрещивались. Хотя в местах надрезов плотность тока возрастает при этом более чем вдвое, дополнительно выделяющаяся в них теплота отводится за счет продольной теплопроводности проводников и температура в этих местах не поднимается сколько-нибудь существенно против общего уровня.
Однако иногда, хотя и относительно редко, полюсные наконечники явнополюсных индукторов выполняются сознательно несимметричными. Так, они могут иметь с одной стороны более удлиненные выступы,-чем с другой, попарно обращенные друг к другу; в этом случае неизбежно наступает симметрия второго рода, как на рис. 3.3, а, т. е. в кривой распределения поля появляются гармонические четных порядков.
Активные стороны обмотки, заложенной в пазы сердечника электрической машины, при ее работе находятся в магнитном поле, существующем в зазоре и индуктирующем в этих активных сторонах некоторые электродвижущие силы. Такое индуктирование может носить различный характер.
Все рассуждения, приведенные выше в данной главе, касались индуктирования ЭДС в обмотке однофазного тока или в одной фазе обмотки многофазного тока, рассматриваемой отдельно, вне связи с другими фазами. Однако если для обмотки однофазного тока такое рассмотрение является исчерпывающим, то для обмоток многофазного тока оно недостаточно, потому что в подавляющем большинстве случаев фазы такой обмотки работают не обособленно друг от друга, а находясь в определенном соединении между собой, или сопряжении фаз.
В действительности индукция никогда не бывает распределенной по полюсному делению синусоидально; если ее распределение периодично, то его можно разложить в гармонический ряд и приложить все приведенные рассуждения к каждому из его членов.
В количественном отношении высшие гармонические характеризуются амплитудами, зачастую выражаемыми в долях амплитуды основной волны; чем эта доля больше, тем резче выражено влияние данной гармонической на форму общей кривой, но характер такого влияния остается неизменным. Поле неизменной формы является идеализированной картиной, которая могла бы быть справедливой только при отсутствии пазов и зубцов сердечника, несущего обмотки, и при отсутствии тока в самой обмотке.
До тех пор, пока обмотка якоря не нагружена током, как, например, при холостом ходе машины в режиме генератора, во всех проводниках каждого паза полем индуктора индуктируются вполне одинаковые ЭДС; на этом были основаны все приведенные в данной главе рассуждения.
Индуктирование ЭДС в обмотках во всех рассмотренных выше случаях происходило за счет относительного перемещения этих обмоток в магнитном поле. Такое перемещение может осуществляться либо движением якоря, несущего данную обмотку, в поле неподвижного индуктора, либо наоборот — движением индуктора относительно неподвижного якоря, либо движением того и другого с разными скоростями.
Формы обмоток якорей, имеющие концентрические лобовые части, сосредоточенные или выполненные вразвалку, и с которых начинались рассуждения предыдущего параграфа, в некоторых специализированных случаях; однако полученные при этом выводы могут найти немедленное применение при рассмотрении современных форм обмоток, основным объединяющим признаком которых является исполнение равными секциями.
В кривых полей неявнополюсных индукторов содержание гармонической третьего порядка обычно невелико, но зато гармонические пятого и седьмого порядков выражены очень отчетливо. Кроме того, поскольку обмотка индуктора заложена в пазы, как правило, открытые, каждому из них соответствует провал; если бы не большие значения зазора, свойственные неявнополюсным машинам, эти провалы были бы более значительны, чем упомянутые выше.