三相異步時機繞組教案

1、授課教師：黃 文 進 教研組審閱： 科審閱日期：電機及變壓器 第十二講課題：1、異步電動機繞組概述 2、三相單層繞組鏈?zhǔn)嚼@組授課課時2節(jié)授課日期授課方式講授 提問作業(yè)題數(shù)2擬用時間0.5教學(xué)目的1.掌握三相異步電動機繞組的基本術(shù)語2.掌握三相定子繞組的構(gòu)成原則3.掌握三相單層繞組展開圖的繪制方法選用教具掛圖模型、自制掛圖重點1.三相異步電動機繞組的基本術(shù)語2.三相定子繞組的構(gòu)成原則3.三相單層繞組展開圖的繪制方法難點三相單層繞組展開圖的繪制方法教學(xué)回顧導(dǎo)入課題復(fù)習(xí)：1、三相異步電動機的機械特性由哪兩部分組成？2、三相異步電動機的工作制哪幾種？導(dǎo)入課題：定子繞組是三相異步電動機的主要組成部分，是

2、電動機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場、實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，也是容易受到損傷的部位。目前損壞的電動機中，80左右要維修繞組。所以掌握定子繞組的基本結(jié)構(gòu)、連接方法及展開圖的繪制，了解常見故障的處理方法都是非常必要的。第 7 頁一、講授新課一、異步電動機繞組概述三相異步電動機定子繞組通人三相交流電時，會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這就要求必須按照一定的規(guī)律把三相繞組嵌放在定子鐵心槽內(nèi)，并有序地連接起來。三相繞組必須滿足的基本要求是：（1）繞組的結(jié)構(gòu)要對稱，空間上彼此相差120電角度，各相阻抗要相等；（2）繞組結(jié)構(gòu)要力求使磁動勢、電動勢波形接近正弦波，盡量減少諧波及其產(chǎn)生的損耗；（3）要有可靠的絕緣性能、機械性能，工藝性能好，省

3、銅，散熱好，維修方便。二相繞組一般采用分布繞組的形式，即一個線圈組均勻分布在一個相帶里，而不像集中級組都嵌在同一個槽內(nèi)。根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)上的區(qū)別可分為單層、雙層或單雙層混合繞組；按每飯每相所占槽數(shù)分，可分為整數(shù)槽或分數(shù)槽繞組；按繞組的連接來分，單層繞組又可分為健繞組、同心繞組、交叉繞組，雙層繞組又可分為疊繞組和波繞組。（一）繞組的基本術(shù)語1、線圈、線圈組、繞組線圈是用相應(yīng)絕緣等級的絕緣導(dǎo)線按一定形狀、尺寸在繞線模上繞制而成的，可由一匝或多匝組成。多個線圈按一定規(guī)則連接成一組就稱為線圈組,(一般一個相帶為一組），線圈組按照一定規(guī)律連接在一起組成某相繞組。三相電動機有三個繞組，常稱為三相繞組。為了作圖

4、方便，常把線圈畫成近似菱形，如圖5 一1 所示。圖中直線部分嵌人鐵心槽內(nèi)，進行電磁能量轉(zhuǎn)換，稱為有效邊；伸出鐵心槽外的部分，僅起連接作用，稱為端部。在不影響電磁性能和工藝操作條件下，要盡量縮短線圈端部，節(jié)約導(dǎo)線，也減少漏抗和其他損耗。2、極距：極距是指每一磁極所占圓周的距離（單位cm ) ，由于鐵心內(nèi)圓周表面均勻分布鐵心槽，所以極距一般多用定子上的槽數(shù)來表示。即： （cm） 或 （槽）3、線圈節(jié)距 一個線圈的兩個有效邊所跨定子圓周的距離稱為節(jié)距，一般也用定子上的槽數(shù)來表示，如某線圈的一個有效邊嵌放在第一槽，另一個有效邊嵌放在第六槽，則其節(jié)距槽，節(jié)距應(yīng)接近于極距，即：。而當(dāng)時稱為整距繞組，較常用

5、；時稱為短距繞組，可節(jié)省導(dǎo)線，雙層繞組常數(shù)以減少諧波損耗，改善電氣性能。時稱為長距繞組，浪費導(dǎo)線，一般不用。4、機械角度和電角度一個圓周所對應(yīng)的幾何角度為360°，該幾何角度稱為機械角度。從電磁觀點來看，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體每經(jīng)過一對定子磁極N 、S ，其感生電動勢就完成一個交變周期，相位變化了360°，因而一對磁極占有的是360°電角度。若電機有p 對磁極，則相應(yīng)的電角度為，因此：電角度=機械角度5、每極每相槽數(shù)（1）每極每相槽數(shù)每一個極下每個相帶所占的槽數(shù)，稱為每極每相槽數(shù)，可用下式計算： 式中相數(shù)。其中單相為2，三相為3。（2）60°相帶通常情況下，交流異步電

6、動機每極每相槽數(shù)稱為相帶。每個相帶所占有的多少電角度就稱為多少度相帶，如60°相帶、90°相帶、120°相帶等。通常情況下，對于三相異步電動機的繞組都采用60°相帶法分布，即每個磁極下可分為三個相帶，一個磁極對應(yīng)的電角度為180°，則每個相帶所占有的電角度為60°，所以稱為60°相帶。而每極每相槽數(shù)就是指這60°相帶中有個槽。從第四章已知道一對磁極的電動機定子繞組排列順序應(yīng)如圖5 一2 所示。實際在多對磁極的電動機定子繞組中，每對磁極都占有360°電角度，根據(jù)60°相帶法，繞組的相帶排列順序也應(yīng)

7、如圖5 一2 所示，即U1W2V1U2W1V2。6、極相組把一個相帶中的個繞組串連起來就成了極相組，或稱為線圈組。極相組的概念很重要因為在電動機的定子繞組實際制造中，一般把一相繞組分成若干個極相組（線圈組）繞好再分組嵌線，最后再連接起來成為一個相繞組。在畫繞組的展開圖時，也是把極相組為一個單元來畫，最后把它們連接起來組成三相繞組（二）三相定子繞組的構(gòu)成原則為了滿足三相定子繞組對稱并間隔120°電角度等基本要求，其分布、排列和連接應(yīng)按下列原則進行：l 、每相繞組在每對磁極下按相帶順序U1W2V1U2W1V2均勻分布；2、展開圖中每個相鄰相帶的電流參考方向相反；3、同相繞組中線圈之間應(yīng)順

8、著電流參考方向連線；4、為了省銅，線圈的節(jié)距應(yīng)盡可能短。二、三相單層繞組三相單層繞組的每個槽內(nèi)只有一個線圈邊，整個繞組的線圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。這種繞組嵌線方便，槽內(nèi)沒有層間絕緣，槽的利用率高。但由于單層繞組本質(zhì)上是整距繞組，磁勢和電動勢的波形稍差（諧波較大），故鐵損耗、噪聲都較大，啟動性能也不好，一般用于小容量的三相異步電動機。常用單層繞組有鏈?zhǔn)嚼@組、同心繞組和交叉繞組等幾種，繞組的結(jié)鉤通常用展開圖來表示，展開圖一般按以下步驟畫出：l、計算每極每相槽數(shù)q 2、按2P （極數(shù)）劃分極數(shù)，按槽劃分相帶（60°相帶法）；3、按照U1W2V1U2W1V2相序標(biāo)明相帶；4、按相鄰相帶電流方向

9、相反，畫出所有槽內(nèi)線圈有效邊的參考電流方向；5、以極相組為單位，按繞組參考電流方向分別連接各相繞組，并標(biāo)明出線端的首尾。（一）鏈?zhǔn)嚼@組1、鏈?zhǔn)嚼@組展開圖鏈繞組由相同節(jié)距的線圈組成，其結(jié)構(gòu)特點是線圈一環(huán)套一環(huán)，形如長鏈。舉例說明如下：例5 1 三相異步電動機Y 90L 4 型定子繞組為單層鏈?zhǔn)?，定子槽?shù)= 24 ，極數(shù)2P=4 ，請繪出繞組展開圖。解：(1)計算極距、每極每相槽數(shù)、選取節(jié)距: 槽, 槽從節(jié)省端部接線考慮，應(yīng)取短節(jié)距： 槽(2)展開圖上劃分極、相帶并畫電流方向：圖中畫出24根平行線段，表示24槽，并在每根平行線段上標(biāo)明槽號。將24槽分成4個極，每個極下有6個槽，=6槽，而每個極占有

10、180°電角度，分屬于三相，即為60°相帶；每極每相有2個槽，每槽占有30°電角度。根據(jù)各相繞組在空間互差l20°電角度的要求，按U1 、W2 、V1 、U2 、W1 、V2 相帶排列，在表中列出各槽號所屬磁極和相帶。如表5l所示。圖52b中電流參考方向流向Y形接法的中心。即從線圈首端U1、V1、W1流人，尾端U2、V2、W2流出，對應(yīng)于展開圖53b中的電流方向磁該是U1、V1、W1相帶向上U2、V2、W2相帶向下。所以，一個相帶中有效邊的電流方向應(yīng)相同，而相鄰相帶的有效邊電流方向相反。 (3)根據(jù)相帶和電流方向連接線圈組及相繞組：由表51可知，U相繞組

11、包含第l、2、3、4，13、l4、l5、16八個槽，四個線圈為2及7、8及13、14及19、20及1；同理V一相的四個線圈為6及11、12及l(fā)7、l8及23、24及5；W相的四個線圈為10及I5，16及21，22及3，4及9。根據(jù)參考電流方向U相繞組連接順序如圖53b所示，完整的三相繞組展開圖53c所示。(4)電源引線：各相繞組的電源引出線端位置沒有嚴格的規(guī)定，通常相隔120°電角度?，F(xiàn)每槽占有30°電角度，則120°電角度將聞隔4槽。假若U相繞組的首端U1定為第2槽，則V相繞組的首端V1應(yīng)為第6槽，W相繞組的首端W1應(yīng)為第l0槽；然后U、V、W相的各線圈沿參考電流方向連接，電流方向都是從首端U1、V1、W1流入，尾端U2、V2、W2流出。三相繞組的首尾不能標(biāo)錯，如果規(guī)定電流流入的一端為首，則電流流出的一端為尾。2、繞組連接順序圖展開圖上三相繞組連線多，著起來不太清楚，有時可用繞組連接順序圖來表示，在圖54所示的U相連接順序圖中，短劃線