電機(jī)學(xué)第06章課件

1、6.1 交流繞組的分類及對(duì)交流繞組的要求交流繞組的功能和直流電機(jī)繞組的功能相同，是進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，繞組構(gòu)成了電機(jī)的電路部分，是電機(jī)的核心。交流電機(jī)中所發(fā)生的電磁過程均與繞組有關(guān)，所以要分析交流電機(jī)的原理和運(yùn)行，必須先對(duì)交流繞組的構(gòu)成和連接規(guī)律有基本的了解。本節(jié)介紹交流繞組的連接方法。交流繞組有多種分類方法。按相數(shù)可分為單相、兩相、三相和多相繞組；按槽內(nèi)層數(shù)可分單層、雙層繞組、單雙層繞組和混合繞組，雙層繞組又分為迭繞組和波繞組，單層繞組又分為交叉式、同心式和鏈?zhǔn)降?；按每極每相槽數(shù)可分為整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽繞組。 一、交流繞組概述二、交流繞組的基本知識(shí) 1、電角度與機(jī)械角度 電機(jī)圓周在幾何上

2、分為3600，這個(gè)角度稱為機(jī)械角度。若磁場(chǎng)在空間按正弦波分布，則經(jīng)過N、S一對(duì)磁極即為3600。若電機(jī)有p對(duì)極電角度=p360 =p機(jī)械角度02、節(jié)距 線圈兩邊所跨定子圓周上的距離，用y表示，y應(yīng)接近極距 極距 z： 定子槽數(shù) ：極對(duì)數(shù)3、槽距角 相鄰槽之間的電角度 4、每極每相槽數(shù) m:相數(shù) p:極對(duì)數(shù) 即每一個(gè)極下每相所占的槽數(shù)5、相帶為了使繞組對(duì)稱，通常令每個(gè)極面下每相繞組所占的范圍相等，這個(gè)范圍稱為相帶。即：每極下每相所占有的區(qū)域稱為相帶。 有600相帶 和1200相帶兩種，一般采用600相帶 1、三相雙層繞組的結(jié)構(gòu) 對(duì)于10kw以上的三相交流電機(jī)，其定子繞組一般均采用雙層繞組。 繞組

3、的線圈數(shù)等于槽數(shù)一、雙層疊繞組 圖6-1雙層繞組結(jié)構(gòu)圖6.2 三相對(duì)稱繞組的構(gòu)成例：一臺(tái)三相四極36槽電機(jī)，試?yán)L出槽電勢(shì)星形圖及劃 分相帶。 當(dāng)把各槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)的電勢(shì)分別用矢量表示時(shí)，這些矢量構(gòu)成一個(gè)輻射星形圖，稱為槽電勢(shì)星形圖。 每個(gè)極下每相所占有的區(qū)域稱為相帶。下面用具體例子說明槽電勢(shì)星形圖和相帶劃分 。2、槽電勢(shì)星形圖和相帶劃分 （1）繪槽電勢(shì) 星形圖圖6-2 電勢(shì)星形圖（2）劃分相帶 以A相為例， A相在每極下應(yīng)占有3個(gè)槽，整個(gè)定子中A相共有12個(gè)槽，為使合成電勢(shì)最大，在第一個(gè)N極下取1、2、3三個(gè)槽作為A相帶，在第一個(gè)S極下取10、11、12三個(gè)槽作為X相帶，1、2、3三個(gè)槽相量間夾

4、角最小，合成電勢(shì)最大，而10、11、12三個(gè)槽分別于1、2、3三個(gè)槽相差一個(gè)極距，即相差1800電角度，這兩個(gè)線圈組（極相組）反接以后合成電勢(shì)代數(shù)相加，其合成電勢(shì)最大。 同理將19、20、21和28、29、30也劃為A相，然后把這些槽里的線圈按一定規(guī)律連接起來，即得A相繞組。在第一個(gè)N極下取1、2、3三個(gè)槽作為A相帶，在第一個(gè)S極下取10、11、12三個(gè)槽作為X相帶,第二對(duì)極下6、7、8作為A相帶，25、26、27作為X相帶。圖6-3圖6-3 60度繞組分相圖 也可采用1200相帶繞組。因1200相帶合成電勢(shì)較600相帶合成電勢(shì)小，所以一般采用600相帶繞組。圖6-4 120度繞組分相圖繪制繞

5、組展開圖的步驟是： a、繪槽電勢(shì)星形圖 b、劃分相帶 c、把各相繞組按一定規(guī)律連接成對(duì)稱三相繞組。3、繪制繞組展開圖 根據(jù)線圈的形狀和連接規(guī)律，雙層繞組可分為疊繞組和波繞組兩種,以下僅介紹單疊繞組疊繞組線圈波繞組線圈圖6-5 繞組元件例：繪制四極三相36槽的雙層疊繞組展開圖。繪制槽電勢(shì)星形圖和相帶劃分同上，按y=8繪制相帶A Z B X C Y第一對(duì)極1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，18第二對(duì)極19，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，36各個(gè)相帶槽號(hào)分布 圖6-6 疊繞組展開圖 按相鄰極下電流必須相反

6、的原則，將各極相組連接起來，構(gòu)成相繞組，圖中實(shí)線為上層邊，虛線為下層邊。 由于N極下的極相組A與S極下的極相組X的電動(dòng)勢(shì)方向相反，電流方向也相反，應(yīng)將極相組A和極相組X反相串聯(lián)。 由于每相的極相組數(shù)等于極數(shù)，所以雙層疊繞組的最多并聯(lián)支路數(shù)等于2p 如上例中有4極4個(gè)極相組，所以最多并聯(lián)支路數(shù) a=4實(shí)際支路數(shù)通常小于2p，且2p必須是a的整數(shù)倍。雙層疊繞組的優(yōu)點(diǎn)是: 短距時(shí)能節(jié)省端部用銅及得到較多的并聯(lián)支路，缺點(diǎn)是線圈組間連接線較長(zhǎng)，在線圈組較多時(shí)浪費(fèi)銅材，主要用于10千瓦以上的交流電機(jī)定子繞組。 單層繞組每槽只有一個(gè)線圈邊線圈數(shù)等于槽數(shù)的一半。分同心式、鏈?zhǔn)胶徒徊媸剑?）同心式 同心式繞組由

7、不同節(jié)距的同心線圈組成 以兩極三相 24槽電機(jī)為例說明。相帶 A Z B X C Y一對(duì)極23，24，1，23，4，5，67，8，9，1011，12，13，1415，16，17，1819，20，21，22二、單層疊繞組同心式優(yōu)點(diǎn)： 下線方便，端部的重疊層數(shù)較少，便于布置，散熱好。同心式繞組主要用于p=1的小型感應(yīng)電機(jī)中。 缺點(diǎn)：線圈的大小不等、繞制不便，端部亦較長(zhǎng)。圖6-7 同心式繞組展開圖（2）鏈?zhǔn)嚼@組 鏈?zhǔn)嚼@組的線圈具有相同的節(jié)距。就整個(gè)繞組外形來看，一環(huán)套一環(huán)，形如長(zhǎng)鏈。鏈?zhǔn)骄€圈的節(jié)距恒為奇數(shù)。例：三相六極36槽繪制鏈?zhǔn)嚼@組展開圖 相帶 A Z B X C Y第一對(duì)極36，12，34，56，78，910，11第二對(duì)極12，1314，1516，1718，1920，2122，23第三對(duì)極24，2526，2728，2930，3132，3334，35 1號(hào)向右連，36號(hào)向左連，且節(jié)距相等，然后用極間連線（紅線）按相鄰極下電流方向相反的原則將六個(gè)線圈反向串聯(lián)，得A相繞組。圖 6-8 鏈?zhǔn)嚼@組展開圖（3）交叉式繞組 主要用于q=奇數(shù)的小型四極、六極電機(jī)中，采用不等距線圈。例：三相、 4極、 36槽電機(jī)繪制交叉式繞組展開圖相帶