Магнитодвижущая сила однофазной обмотки.

При прохождении тока по обмотке статора образуется МДС, параметры которой зависят от устройства обмотки и протекающих по ней токов. Рассмотрим вначале МДС одной сосредоточенной катушки. Предположим, что на статоре двухполюсной машины (р=1) в диаметральных пазах размещена катушка с числом витков w и шагом τ - межполюсное деление (рис.2.6а). Если по катушке пропустить ток , то он создаст магнитный поток, линии которого показаны на рис.2.6. Каждая силовая линия этого поля сцеплена со всеми витками катушки, поэтому МДС

Пренебрегая магнитным сопротивлением стали, можно считать, что МДС f(t) расходуется на преодоление сопротивления двух воздушных зазоров: , где Н - напряженность магнитного поля в зазоре δ. Отсюда индукция в зазоре - магнитная индукция В прямо пропор­циональна МДС f(t) и в дальнейшем при анализе можно рассматривать только МДС.

Распределение МДС катушки на двух полюсных делениях магнитной цепи АД показано на рис.2-6б, где изображена развертка статора, разрезанного по линии а - а. Как видно, МДС имеет вид двух прямоугольников: положительного и отрицательного. Высота каждого из прямоугольников соответствует МДС F_K, значение которой необходимо для проведения магнитного потока через один воздушный зазор δ, т.е.

В соответствии с изменением i{t) МДС , оставаясь неподвижной в пространстве, будет изменять свое значение и направление согласно уравнению: . Таким образом, при протекании по катушке переменного тока создается пульсирующая МДС. Эта МДС создает в зазоре АД пульсирующее магнитное поле. МДС сосредоточенной обмотки можно разложить в гармонический ряд:

где α - пространственный угол (рис.7). Амплитуда пространственных гармоник МДС:

Полезный магнитный поток в АД создаёт первая (основная) гармоника МДС. Кривая МДС сосредоточенной обмотки имеет большое отклонение от синусоидальной формы, что ведет к ухудшению энергетических показателей машины. Для подавления высших пространственных гармоник МДС обмотку выполняют распределенной (укладывают в нескольких пазах) с укоро­ченным шагом (у<τ). Вследствие указанных мер МДС фазы обмотки становится практически синусоидальной:

где - амплитуда МДС,

k₁ - обмоточный коэффициент, учитывающий распределение обмотки, укорочение шага,

I₁- ток в обмотке фазы,

W₁ - число витков фазы, приходящиеся на один полюс.

Амплитуда МДС однофазной обмотки прямо пропорциональна переменному току в этой обмотке и пульсирует с частотой тока f, принимая различные мгновенные значения от до на каждом полюсном делении.

Пульсирующая МДС однофазной обмотки в любой точке статора и в любой момент времени:

Эту пульсирующую МДС, исполь­зуя тригонометрическое преобразование, можно представить двумя вращающимися МДС с одинаковой частотой и в противоположные стороны:

Причём каждая из этих МДС имеет амплитуду, равную половине амплитуды пульси­рующей МДС.