三相異步電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)

1、實(shí)訓(xùn)四三相異步電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)一、有關(guān)術(shù)語和基本參數(shù)（一）線圈和線圈組1.線圈線圈是組成繞組的基本元件，/用絕緣導(dǎo)線（漆包線）在繞線模1上按一定形狀繞制而成。一般由B多匝繞成，其形狀如圖 1-2-1所1示。它的兩直線段嵌入槽，是電磁能量轉(zhuǎn)換部分，稱線圈宿效邊；兩端部僅為連接功效邊的“過（a）菱開橋”，不能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，故端部越長材料浪費(fèi)越多；引線用于引入電流的接線。圖/線圈（b）弧形線圈（c）簡化畫法圖1-2-1常用線圈及簡化畫法1-2-2是線圈嵌入鐵心槽的情況。（a）立體圖（b）圖 1-2-22.線圈組幾個線圈順接串聯(lián)即構(gòu)成線圈組，異步電機(jī)中最常見的線圈組是極相組。匕是,個極卜同一相的幾個線圈順

2、接串聯(lián)而成的一組線圈，見圖1-2-3所示。展開圖（c）有效邊在槽實(shí)際情況單層繞組部分線圈嵌入鐵心槽L產(chǎn)日口屯|1。（a）連接方法（b）展開圖（c）簡化圖圖1-2-3 一個極相組線圈的連接方法（二）定子槽數(shù)Z和磁極數(shù)2 P1 .定子槽數(shù)Z定子鐵心上線槽總數(shù)稱之為定子槽數(shù)，用字母Z表示。如圖1-2-2（a） 、（b）所示的就為電機(jī)定子鐵心上的線槽。2 .磁極數(shù)2 p磁極數(shù)是指繞組通電后所產(chǎn)生磁場的總磁極個數(shù)，電機(jī)的磁極個數(shù)總是成對出現(xiàn)，所以電機(jī)的磁極數(shù)用 2P表示。異步電機(jī)的磁極數(shù)可從銘牌上得到，也可根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速計算出磁極數(shù)，即2p120fni式中 f 電源頻率;p 磁極對數(shù);ni一電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，

3、ni可從電機(jī)轉(zhuǎn)速n取整數(shù)后獲得。它在交流電機(jī)中為確定轉(zhuǎn)速的重要參數(shù)，即60 f n1 （r/min）P（三）極距和節(jié)距y1 .極距。相鄰兩磁極之間的槽距，通常用槽數(shù)來表示Z 一（槽） 2p2 .節(jié)距y一個線圈的兩有效邊所跨占的槽數(shù)。為了獲得較好的電氣性能，節(jié)距應(yīng)盡量接近極距T o IPZ 事y （取整）2p在實(shí)際生產(chǎn)中常采用的是整距和短距繞組。（四）每極相槽數(shù)q與槽距角1 .每極相槽數(shù)q是指繞組每極每相所占的槽數(shù)Zq （槽）3 2p2 .槽距角 指定子相鄰槽之間的間隔，以電角度來表示，即1800 2PZ （電角度）（五）線徑 與并繞根數(shù)Na線徑 是指繞制電機(jī)時，根據(jù)安全載流量確定的導(dǎo)線直徑。功

4、率大的電機(jī)所用導(dǎo)線較粗，當(dāng)線徑過大時，會造成嵌線困難，可用幾根細(xì)導(dǎo)線替代一根粗導(dǎo)線進(jìn)行并繞。其細(xì)導(dǎo)線根數(shù)就為并繞根數(shù) N a a（六）單層與雙層繞組單層繞組是在每槽中只放一個有1 槽楔；2覆蓋Z色緣;3一槽絕緣；4一層間絕緣;一上層線圈邊；6一下層線圈邊；圖1-2-4單、雙層槽布置情況效邊，這樣每個線圈的兩有效邊要分 別占一槽。故整個單層繞組中線圈數(shù) 等于總槽數(shù)的一半。雙層繞組是在每槽中用絕緣隔為5上、下兩層，嵌放不同線圈的各一有效邊，線圈數(shù)與槽數(shù)相等，圖 1-2-4是單層、雙層槽布置情況示意圖。二、三相繞組的排列方法為了在電機(jī)形成旋轉(zhuǎn)磁場，定子槽各有效邊應(yīng)流過哪一相的電流是有規(guī)律的，對三 相

5、繞組進(jìn)行排列其目的，就是體現(xiàn)規(guī)律，形成旋轉(zhuǎn)磁場。（一）三相繞組的構(gòu)成規(guī)則1 .每相繞組的槽數(shù)必須相等，且在定子上均勻分布；2 .三相繞組在空間應(yīng)相互間隔 1200電角度。3 .三相繞組一般采用 600相帶，即三相有效邊在一對磁場下均勻地分為6個相帶。（二）排列方法1 .計算基本參數(shù)3 2P槽距角1802p每極相槽數(shù)q Z；必 匕 A I Ua I 代 ¥. 嘰 V. I V1 U I %L. - r-i -I |J-i I-4一占a1占 -rn 占 工占 _ J_ 11 . ri 1-1itTtni>rifionn蛆 口 ntntr(a) 3相4極24槽2 .編寫槽號編號從第一

6、槽開始順序編號。3 .劃分相帶取q個槽為一個相帶，相帶按 U1-W2-V1-U2-W-V2的順序循環(huán)排列。4 .標(biāo)定電流正方向把Ui、Vi、W相帶電流正方向選定為指向上方，則U2、V W相帶電流正方向指向下 方。即相鄰相帶的電流正方向上下交替。5 .作繞組表槽號相帶6.排列實(shí)例圖1-2-5是三個三相繞組分相帶、標(biāo)電流的排列情況。取不同的極數(shù)和槽數(shù)，以利于 觀察其規(guī)律。（a）圖為三相4極24槽；（b）圖為三相2極24槽；（c）圖為三相4極36 槽。60&060&060'bD'(b) 3相2極24槽（c）3相4極36槽圖1-2-5定子繞組有效邊相帶分布及各相電流正方

7、向只要按上述排列方法， 使U相帶各槽導(dǎo)體流入 U相電流；V1相帶各槽導(dǎo)體流入 V相電 流；Wt目帶各槽導(dǎo)體流入 M目電流，而U2相帶、V2相帶和 W相帶對應(yīng)的各槽導(dǎo)體分別流出u相、V相和 Wf電流，即可滿足繞組空間對稱的規(guī)則。三、三相繞組的端部連接方式連接端部是為了將分布在各相帶的槽導(dǎo)體構(gòu)成三相對稱繞組，連接方式是多種的，每一種連接方式就形成一種形式的繞組。（一）三相單層繞組端部連接方式性能及特點(diǎn)1 .等寬度式（疊式）線圈為等距，所有線圈節(jié)距相同， 線模容易調(diào)整；線圈節(jié)距短于極距（整距），較省線材；單層繞組的線圈數(shù)目少，嵌線省時，但電氣性能較差。2 .同心式繞組是單層布線，有較高的槽滿率；線圈

8、節(jié)距的平均值為等距，繞組端部長度大而耗 線材，且漏磁較大、電氣性能也較差；可采用分層嵌線而形成“雙平面”或“三平面”繞 組，使嵌線方便，多適用于二極電機(jī)。3 .交叉式繞組為整距，但線圈平均節(jié)距較短，用線較節(jié)??；每組線圈數(shù)和節(jié)距都不等，給嵌線工藝增加了困難；槽滿率較高，電氣性能較差。另外，端部連接方式也可成為同心交叉式, 即把等寬度的兩線圈改成同心式。（二）三相單層4極36槽繞組端部連接方式由三相4極36槽可知該繞組的每極相槽數(shù)q=3,端部連接方式可能出現(xiàn)三種方式，用圖1-2-6 （a）、（b）、（c）描繪，只連接其中某一相在各分圖上說明。（a）等寬式（疊式）（c）交叉式圖1-2-6單層繞組的三

9、種類型在實(shí)際中，選用哪種端部連接方式，這不是修理人員所考慮的，只有設(shè)計人員才考 慮。對修理人員來說，原設(shè)計數(shù)據(jù)是重繞電機(jī)的重要依據(jù)，是不可更改的。(三)三相單層4極24槽繞組端部連接方式由三相4極24槽的兩個基本參數(shù)可計算出每極相槽數(shù)q=2,根據(jù)其規(guī)則排列組合有三種端部連接方式，見圖1-2-7所示。(b)同心式(c)單鏈?zhǔn)綀D1-2-7 單層繞組端部連接方式總之，以上幾種單層繞組型式，具有高的槽利用率、不易發(fā)生相間短路、線圈數(shù)目較 少、嵌線工時省等優(yōu)點(diǎn)，在小型電機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。常用的JQ及Y系列電機(jī)中，單層疊式繞組用于q 2的4、6、8極電機(jī)；單層交叉式繞組用于 q 3的2、4極電機(jī)；同心 式

10、繞組用于q 4的2極電機(jī)。這些繞組型式在日常的修理工作中都經(jīng)?？梢砸姷?。另外,單層繞組由于結(jié)構(gòu)的限定，其繞組端部較厚，不易整形，無法利用適當(dāng)?shù)亩叹鄟砀纳评@組 的電磁性能，這就是單層繞組的電機(jī)性能較差的原因。對容量大，要求高的電機(jī)，通常用雙層繞組。雙層繞組的節(jié)距可任意選定，利用適當(dāng) 的短距系數(shù)，即可消除氣隙磁場中的高次諧波，改善電機(jī)性能。(四)三相雙層繞組端部連接方式雙層繞組在每槽嵌放兩個有效邊，形成了上層邊與下層邊，各層均有自身的分布規(guī)則。繞組的上層邊仍按單層對稱三相繞組的分相規(guī)則進(jìn)行，劃分出每對磁極下的 U1-W-V1-U2-W-V2各相帶，而下層邊是按給定的節(jié)距y ,確定每一線圈的下層邊。

11、節(jié)距 y的確定可按原先設(shè)定值， 在拆繞組時記錄下來。 也可計算確定節(jié)距 y：先由。=-Z-確定 2P5 極距， 再按y - 取整數(shù)即可。最后用疊繞的方式連接各線圈端部。6雙層繞組的每個線圈兩個有效邊一定要分別置于上層邊和下層邊，連接線圈端部組成極相組和相繞組所依據(jù)的電流正方向是按各線圈上層有效邊所標(biāo)定的, 見圖1-2-8所示，圖為三相 4極36槽雙層疊繞組。具體端部連接方式(a)U相繞組(b)三相繞組圖1-2-8雙層疊繞組展開圖(五)三相雙層疊繞組端部連接方式性能及特點(diǎn)1 .性能(a)由于能隨意選擇合理的節(jié)距，從而改善了電磁性能；(b)線圈采用了短節(jié)距，使端部長度變小，省線材，并提高了效率2

12、.特點(diǎn)(a)所有線圈節(jié)距相同，繞制方便；(b)線圈端部變形小，易整形；(c)線圈數(shù)比單層繞組多一倍，故嵌線費(fèi)工；(d)在同一槽由于嵌入異相線圈邊，這樣容易造成短路故障；(e)層間需加絕緣，槽滿率就較低。四、實(shí)訓(xùn)要求1 .搞懂600相帶在磁極下按 Ui-WVi-U2-W-V2規(guī)律排序的原因。2 .補(bǔ)畫出圖1-2-6 (a)、(b)、(c)各分圖的其它兩相的端部接線，并作出繞組表， 最后再把三相繞組接為 Y接。3 .補(bǔ)畫出圖1-2-7各分圖中其它兩相的端部接線，作出繞組表，最后再把三相繞組 接為接，并將繞組接成二路并聯(lián)的形式。4 .會畫三相雙層疊繞 36槽二極繞組端部連接圖和展開圖。5 .對所要嵌

13、線修理的三相異步電機(jī)，作出繞組表，畫出繞組端部連接圖和展開圖。 體會“按分相后確定的各導(dǎo)體有效邊電流正方向連接”這句話，簡練地總結(jié)出三相繞組端部連接的接線規(guī)律。五、實(shí)訓(xùn)記錄1 .在圖1-2-6、圖1-2-7各分圖上補(bǔ)畫齊其它兩相端部接線。2 .本人所要嵌線修理的三相異步電機(jī)，繞組總線圈數(shù)=,每極相槽數(shù),極相組數(shù)=,每組線圈數(shù)=,線圈節(jié)距=,極距,并聯(lián)支路數(shù)=作出繞組表槽號相號槽號相號3 .實(shí)際所嵌線的電機(jī)端部接線圖或展開圖三相雙層疊繞36槽2極電機(jī)展開圖1 2345e7B910111ZL3H15& IT IS 19 20 21 解百田 2726 E9 3D 31 % 33 M 王田4 .端部接線規(guī)律總結(jié):六、實(shí)訓(xùn)考核實(shí)訓(xùn)項目量化考核表項目容考核要求配分扣 分 標(biāo) 準(zhǔn)得分基本參數(shù)會計算和應(yīng)用基本參 數(shù)，對產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件 及要點(diǎn)十分清楚。20分基本參數(shù)不會計算和應(yīng)用 的，每個扣5分：形成旋轉(zhuǎn)磁場 的