Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

Обмотка статора асинхронного двигателя. Как и первичная обмотка трансформатора, эта 
обмотка выполняет две функции. Во-первых, она создает МДС и, таким образом, играет роль 
обмотки возбуждения машин постоянного тока. Во-вторых, обмотка статора передает 
электрическую энергию ротору, в котором эта энергия преобразуется в механическую 
энергию вращения. Для лучшего использования поверхности статора и получения 
наибольшего магнитного потока обмотка статора распределяется по всей внутренней 
поверхности кольцеобразного сердечника статора. Простейшая трехфазная однослойная 
четырехполюсная обмотка статора в разрезе показана на рис. 4.3, а на рис. 4.4 приведена ее 
схема в развернутом виде. Обмотка состоит из 12 проводников (или сторон секций), 
соответственно пронумерованных на обоих рисунках. Каждый проводник располагается в 
соответствующем пазу в сердечнике статора. Если при одной паре полюсов вся окружность 
статора соответствует 360 эл. град., то при двух парах полюсов (р = 2) 360 эл. град, 
соответствуют половине окружности, т. е. двойному полюсному делению 2τ. Начала обмоток 
фаз А, В и С, соединенные с внешней сетью, должны располагаться на расстоянии 120 эл. 
град, друг от друга. Шаг обмотки, т.е. расстояние между соседними проводниками по ходу 
обмотки, равен полюсному шагу т, т.е. в данном случае соответствует 180 эл. град. Концы 
обмоток, обозначенные на рис 4.4 буквами X, Y и Z, соединяются либо в звезду, либо в 
треугольник. В данном случае применено соединение в звезду, т.е. концы обмоток 
объединены в общую нулевую точку схемы. Для определения направления токов в 
проводниках обмотки необходимо задаться каким-либо моментом времени, например 

---

49 / 203 
соответствующим положению векторов токов трех фаз А, В и С. В этот момент времени ток в 
первой фазе положителен, т.е. направлен от начала А к концу X, в остальных двух фазах токи 
отрицательны, т.е. направлены от концов Y и Z к началам В и С. Все проводники 
разбиваются на (2р = 4) группы с одинаковым направлением тока в каждой группе. Таким 
образом, создается четыре ветви магнитного потока и четыре полюса, зоны которых 
показаны пунктирными линиями на рис. 4.3, а сами полюса – пунктирными линиями на рис. 
4.4. Магнитные силовые линии замыкаются по стальным сердечникам статора и ротора, 
причем условно считаем, что силовые линии, выходящие из статора, образуют северные 
полюсы, а входящие в статор – южные. В группе проводников с одинаковым направлением 
тока среднее место занимает проводник той фазы, ток которой в данный момент времени 
имеет максимальное значение (на рис. 4.4 это первая фаза А). По мере вращения векторов А, 
В, С картина распределения токов изменяется, а вместе с этим происходит изменение 
положения магнитного поля, т. е. его вращение. В действительности речь идет не об 
отдельных проводниках, а о катушках, состоящих из многих витков. Катушки в свою 
очередь разбиваются на секции, располагаемые в отдельных пазах. 
Рис. 4.3. Простейшая четырехполюсная машина переменного тока. 
Рис. 4.4. Развертка обмотки статора простейшей 
четырехполюсной машины переменного тока. 
Показанная на рис. 4.4 обмотка соответствует минимально возможному числу пазов, так как 
на каждый полюс и на каждую фазу приходится только один паз. Такая обмотка выполнена в 
один паз на полюс и фазу. Обычно применяется несколько пазов на полюс и фазу. Если 
обозначить через Z
1
общее число пазов статора, т
1
- 3 – число фаз и g
1
– число пазов на 
полюс и фазу, тогда получим: 
Z
1
= 2pm
1
g
1
= 6pg
1
(4.4) 

---

50 / 203 
В настоящее время в основном применяются двухслойные обмотки, когда в каждом пазу 
располагаются две стороны секций, принадлежащие к разным катушкам: одна сторона 
каждой секции лежит в верхнем слое, а вторая – в нижнем слое в другом пазу. Выводы 
фазных обмоток подключаются к зажимам на щитке двигателя. Три начала и три конца 
обмоток располагаются в два ряда, причем против зажима начала одной фазы находится 
зажим конца соседней фазы. Обмотки могут быть соединены либо в звезду, либо в 
треугольник в зависимости от напряжения питающей сети. Например, один и тот же 
двигатель, рассчитанный на фазное напряжение (т.е. на напряжение каждой фазы своей 
обмотки), может быть соединен в звезду при линейном напряжении 380 В и в треугольник – 
при линейном напряжении 220 В.