В пазы двухслойных обмоток укладывают две активные стороны разных катушек. Двухслойные обмотки широко распространены. Они имеют следующие преимущества:
размеры и формы катушек и групп одинаковы, что упрощает их изготовление;
укороченный шаг в широких пределах, за счет чего уменьшается расход обмоточной меди, сокращается вылет лобовых частей обмотки. Индуктированные э. д. с. и создаваемый магнитный поток синусоидальны. Укороченный шаг равен примерно 0,8 полюсного деления;
можно образовывать максимальное число параллельных ветвей в фазе, равное числу полюсов машины
В двухслойных обмотках число катушек равно числу пазов, а число катушечных групп — числу полюсов машины, то есть вдвое больше, чем в однослойных. На рисунке 6 показана развернутая схема трехфазной двухслойной обмотки при 2р = 4; г — 24; q — 2 и у = 5 в случае последовательного соединения катушечных групп в фазах.
При последовательном и параллельном соединениях катушечных групп в фазы необходимо, чтобы в рядом расположенных верхних и нижних активных сторонах катушек, принадлежащих одной фазе, направление тока было одинаковым.
Рис. 6. Развернутая схема трехфазной двухслойной обмотки с укороченным шагом.
Рис. 7. Развернутая схема трехфазной дробной обмотки.
Это достигается соединением нижнего выводного конца катушечной группы с нижним концом другой группы, отстоящей от первой через две группы. Верхние концы групп соединяют аналогично.
Недостаток двухслойных обмоток: при укорочении шага в некоторых пазах оказываются расположенными активные стороны катушек разных фаз и между ними действует сравнительно высокое напряжение, что заставляет усиливать межслойную изоляцию. Дополнительная изоляция уменьшает степень заполнения паза медью.
В некоторых случаях в машинах переменного тока используют обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу (дробные обмотки). Такие обмотки бывают главным образом в двухслойном исполнении.
В асинхронных двигателях дробные обмотки применяют в том случае, когда одно и то же статорное железо используется для машин на разные скорости вращения. Для синхронных генераторов специально применяют дробные обмотки для улучшения формы кривой, индуктированной э. д. с.
Например, статор имеет данные: z — 27; 2р = 4; т — 3. Тогда получим q , то есть дробную обмотку. В них есть малые и большие катушечные группы. В малой число катушек равно целой части дробного q, в данном примере в малой группе будет две катушки. В большой число катушек на одну больше, чем в малой. В данном случае в большой группе три катушки. Определенное сочетание больших и малых катушечных групп называют чередованием, оно без изменения повторяется по всей обмотке. В одном чередовании число групп равно знаменателю дробного q. Число больших групп в одном чередовании равны числителю дробного q, остальные группы чередования будут малыми. Распределение больших и малых катушечных групп выразится таким числовым рядом: (3, 2, 2, 2); (3, 2, 2, 2); (3, 2, 2, 2). Цифры 2 и 3 указывают на число катушек в группах. Совокупность цифр в скобках показывает чередование больших и малых катушечных групп. Развернутая схема обмотки рассматриваемого примера дана на рисунке 7.
Фазы дробной обмотки из катушечных групп соединяют как в двухслойных обмотках с целым q. В каждой фазе и параллельной ветви в симметрических дробных обмотках должно быть равное число больших и малых катушечных групп. Образовывать параллельные ветви в дробных обмотках труднее, чем в обычных двухслойных. Максимальное число параллельных ветвей в фазе дробной обмотки получается при делении числа полюсов на знаменатель дробного q.
