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(yǔ)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）在繞線模上按一定形狀繞制而成。一般由多匝繞成，其形狀如圖1-2-1所示。它的兩直線段嵌入槽內(nèi)，是電磁能量轉(zhuǎn)換部分，稱線圈有效邊；兩端部?jī)H為連接有效邊的“過(guò) （a）菱形線圈 （b）弧形線圈 （c）簡(jiǎn)化畫法 橋”，不能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，故端部越 圖1-2-1常用線圈及簡(jiǎn)化畫法長(zhǎng)材料浪費(fèi)越多；引線用于引入電流的接線。圖1-2-2是線圈嵌入鐵心槽內(nèi)的情況。 (a)立體圖 (b)展開(kāi)圖 (c)有效邊在槽內(nèi)實(shí)際情況 圖1-2-2單層繞組部分線圈嵌入鐵心槽內(nèi)2.線圈組 幾個(gè)線圈順接串聯(lián)即構(gòu)

2、成線圈組，異步電機(jī)中最常見(jiàn)的線圈組是極相組。它是一個(gè)極下同一相的幾個(gè)線圈順接串聯(lián)而成的一組線圈，見(jiàn)圖1-2-3所示。 (a)連接方法 (b)展開(kāi)圖 (c)簡(jiǎn)化圖 圖1-2-3 一個(gè)極相組線圈的連接方法（二）定子槽數(shù)和磁極數(shù)21 定子槽數(shù)定子鐵心上線槽總數(shù)稱之為定子槽數(shù)，用字母表示。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 磁極數(shù)是指繞組通電后所產(chǎn)生磁場(chǎng)的總磁極個(gè)數(shù)，電機(jī)的磁極個(gè)數(shù)總是成對(duì)出現(xiàn)，所以電機(jī)的磁極數(shù)用2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(jì)算出磁極數(shù)，即式中 電源頻率；磁極對(duì)數(shù)；電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，可從電機(jī)轉(zhuǎn)速取整數(shù)后獲得。它在交流電機(jī)中為

3、確定轉(zhuǎn)速的重要參數(shù)，即 (r/min)（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(lái)表示 (槽)2 節(jié)距一個(gè)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。即 （取整）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)與槽距角1 每極相槽數(shù)是指繞組每極每相所占的槽數(shù) （槽）2 槽距角指定子相鄰槽之間的間隔，以電角度來(lái)表示，即 （電角度）（五）線徑與并繞根數(shù)線徑是指繞制電機(jī)時(shí)，根據(jù)安全載流量確定的導(dǎo)線直徑。功率大的電機(jī)所用導(dǎo)線較粗，當(dāng)線徑過(guò)大時(shí)，會(huì)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)（六）單層與雙層繞組單層繞組是在

4、每槽中只放一個(gè)有效邊，這樣每個(gè)線圈的兩有效邊要分別占一槽。故整個(gè)單層繞組中線圈數(shù)等于總槽數(shù)的一半。 1槽楔；2覆蓋絕緣；3槽絕緣；4層間絕緣； 雙層繞組是在每槽中用絕緣隔為 5上層線圈邊；6下層線圈邊；上、下兩層，嵌放不同線圈的各一有 圖1-2-4 單、雙層槽內(nèi)布置情況效邊，線圈數(shù)與槽數(shù)相等，圖1-2-4是單層、雙層槽內(nèi)布置情況示意圖。二、三相繞組的排列方法為了在電機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子槽內(nèi)各有效邊應(yīng)流過(guò)哪一相的電流是有規(guī)律的，對(duì)三相繞組進(jìn)行排列其目的，就是體現(xiàn)規(guī)律，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。（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

5、。3 三相繞組一般采用600相帶，即三相有效邊在一對(duì)磁場(chǎng)下均勻地分為6個(gè)相帶。（二）排列方法1 計(jì)算基本參數(shù)每極相槽數(shù)；槽距角。2 編寫槽號(hào)編號(hào)從第一槽開(kāi)始順序編號(hào)。3 劃分相帶取個(gè)槽為一個(gè)相帶，相帶按U1-W2-V1-U2-W1-V2的順序循環(huán)排列。4 標(biāo)定電流正方向把U1、V1、W1相帶電流正方向選定為指向上方，則U2、V2、W2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(hào) 相帶 6排列實(shí)例圖1-2-5是三個(gè)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。（a）3

6、相4極24槽（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向只要按上述排列方法，使U1相帶各槽導(dǎo)體流入U(xiǎn)相電流；V1相帶各槽導(dǎo)體流入V相電流；W1相帶各槽導(dǎo)體流入W相電流，而U2相帶、V2相帶和W2相帶對(duì)應(yīng)的各槽導(dǎo)體分別流出U相、V相和W相電流，即可滿足繞組空間對(duì)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(duì)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

7、的線圈數(shù)目少，嵌線省時(shí)，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；線圈節(jié)距的平均值為等距，繞組端部長(zhǎng)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

8、一相在各分圖上說(shuō)明。 (a)等寬式（疊式）(b)同心式(c)交叉式圖1-2-6 單層繞組的三種類型在實(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(jì)人員才考慮。對(duì)修理人員來(lái)說(shuō)，原設(shè)計(jì)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(gè)基本參數(shù)可計(jì)算出每極相槽數(shù)=2，根據(jù)其規(guī)則排列組合有三種端部連接方式，見(jiàn)圖1-2-7所示。（a）等寬式（疊式）(b)同心式圖1-2-7 單層繞組端部連接方式(c)單鏈?zhǔn)娇傊?，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(shí)省等優(yōu)點(diǎn)，在小型電機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。常用的JO2

9、及Y系列電機(jī)中，單層疊式繞組用于的4、6、8極電機(jī)；單層交叉式繞組用于的2、4極電機(jī)；同心式繞組用于的2極電機(jī)。這些繞組型式在日常的修理工作中都經(jīng)常可以見(jiàn)到。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(wú)法利用適當(dāng)?shù)亩叹鄟?lái)改善繞組的電磁性能，這就是單層繞組的電機(jī)性能較差的原因。對(duì)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)?shù)亩叹嘞禂?shù)，即可消除氣隙磁場(chǎng)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內(nèi)嵌放兩個(gè)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(duì)稱三相繞組的分相規(guī)則進(jìn)行，劃分出每對(duì)磁極下的U1-

10、W2-V1-U2-W1-V2各相帶，而下層邊是按給定的節(jié)距，確定每一線圈的下層邊。節(jié)距的確定可按原先設(shè)定值，在拆繞組時(shí)記錄下來(lái)。也可計(jì)算確定節(jié)距：先由= 確定極距， 再按取整數(shù)即可。最后用疊繞的方式連接各線圈端部。雙層繞組的每個(gè)線圈兩個(gè)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，具體端部連接方式見(jiàn)圖1-2-8所示，圖為三相4極36槽雙層疊繞組。 (a)U相繞組(b)三相繞組圖1-2-8 雙層疊繞組展開(kāi)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

11、，使端部長(zhǎng)度變小，省線材，并提高了效率.2 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)在同一槽內(nèi)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U1-W2-V1-U2-W1-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(huì)畫三相雙層疊繞36槽二極繞組端

12、部連接圖和展開(kāi)圖。5 對(duì)所要嵌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(kāi)圖。體會(huì)“按分相后確定的各導(dǎo)體有效邊內(nèi)電流正方向連接”這句話，簡(jiǎn)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(hào) 相號(hào) 槽號(hào) 相號(hào) 3 實(shí)際所嵌線的電機(jī)端部接線圖或展開(kāi)圖 三相雙層疊繞36槽2極電機(jī)展開(kāi)圖4 端部接線規(guī)律總結(jié)：六、實(shí)訓(xùn)考核實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目量化考核表項(xiàng)目?jī)?nèi)容 考核要求 配分 扣 分 標(biāo) 準(zhǔn) 得分 基本參數(shù) 會(huì)計(jì)算和應(yīng)用基本參數(shù)，對(duì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的條件及要點(diǎn)十分清楚。 20分 基本參數(shù)不會(huì)計(jì)算和應(yīng)用的，每個(gè)扣5分：形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的條件及要點(diǎn)不清楚扣10分。 排列方