Инструменты и расчеты

Обмотки возбуждения неявнополюсных роторов синхронных машин отличаются сильно развитыми лобовыми частями; поскольку такие машины быстроходны (за исключением единичных случаев изготовления многополюсных машин с неявновыраженными полюсами), эти лобовые части нуждаются в очень надежном закреплении.
Только в проволочных обмотках небольших машин не применяется укрепление лобовых частей, если не считать перевязку их шнуром или шпагатом с целью лишь предотвращения отставания отдельных проводников от общей их массы или применяемую иногда сплошную обмазку лобовых частей затвердевающими теплопроводными массами с целью предохранения от запыления или других воздействий окружающей среды.
В относительно крупных быстроходных машинах, в частности в турбогенераторах, применяются полусекции, имеющие несколько совместно изолированных активных сторон, которые затем соединяются в витки своими выводами по обе стороны машины; в тихоходных машинах такое исполнение обмоток практически не встречается.
Пока число частей, на которые подразделено сечение проводника, еще невелико, неравномерность распределения тока между ними остается умеренной и может быть допущена; но в элементах обмотки с малыми числами витков, особенно в одновитковых, число элементарных проводников может достигать многих десятков, и тогда для выравнивания их индуктивных сопротивлений приходится принимать меры, рассматриваемые ниже, в главе третьей.
Элемент обмотки обычно состоит из двух активных сторон, закладываемых в пазы, более или менее удаленные друг от друга, лобовых частей, из которых одна служит для соединения между собой активных сторон, а другая выполняет такую же роль в том случае, когда элемент состоит более чем из одного витка, и, наконец, выводов, служащих для соединения данного элемента с другими такими же или с выводами всей обмотки. В случае если элемент состоит только из одного витка, лобовые части с одной стороны непосредственно переходят целиком в выводы данного элемента.
При первом и втором способах каждый ряд является, по существу, лишь дистанционной прокладкой; во сколько таких рядов ни была бы наложена изоляция, в ней могут существовать слабые места, в которых электрическая прочность резко не соответствует общему числу рядов; поэтому наложение изоляции производится преимущественно вполнахлеста, что дает наиболее плотный слой.
Основным природным материалом для изготовления изоляции обмоток, особенно высокого напряжения, является слюда; она начала находить применение с первых же этапов изготовления машин более или менее высокого напряжения благодаря отличным изолирующим свойствам, относительно высокой теплопроводности и большой теплостойкости.
Природные запасы слюды ограничены и истощены, это привело к необходимости, во-первых, использовать более мелкие фракции слюды — в виде тонких чешуек, получаемых механическим измельчением блоков, непригодных для приготовления щипаной слюды достаточных размеров, во-вторых, применять подложки из неорганического волокна, в основном стекла, реже — асбеста, и, в-третьих, использовать в качестве связующих синтетические смолы, способные затвердевать после нагревания до определенной температуры и называемые термореактивными.
Характерно устройство изоляции всыпных проволочных обмоток: корпусная изоляция в них состоит большей частью из трех слоев листовых материалов разного рода, из которых самый внешний, механически весьма прочный, служит только для защиты от механических повреждений следующего слоя из материала с хорошей изолирующей способностью, собственно и являющегося корпусной изоляцией, но зачастую механически недостаточно прочного.
В относительно небольших асинхронных двигателях встречаются обмотки фазных роторов с многовитковыми секциями из проводника прямоугольного сечения, уложенного в пазы плашмя; но это исполнение нельзя считать характерным. В обмотках статоров отдельные проводники всегда располагаются плашмя: в небольших пазах по ширине паза помещается только один проводник, в более широких — два и лишь изредка больше. При этом очень существенно, в каком порядке чередуются проводники внутри секции; если в пазу помещается два или более вертикальных рядов проводников, то необходимо принимать меры к тому, чтобы разность напряжений соседних проводников была по возможности меньшей.