電動(dòng)機(jī)繞組基礎(chǔ)知識(shí)簡介

1、第一章電動(dòng)機(jī)繞組基礎(chǔ)知識(shí)繞組是電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電磁能量轉(zhuǎn)換與傳遞，從而實(shí)現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵部件。繞組是電動(dòng)機(jī)最重要的組成部分，又是電動(dòng)機(jī)最容易出現(xiàn)故障的部分，所以在電動(dòng)機(jī)的修理作業(yè)中大多屬繞組修理。在本章中， 主要介紹與電動(dòng)機(jī)繞組有關(guān)的若干基礎(chǔ)知識(shí)。第一節(jié)電動(dòng)機(jī)繞組的類別電動(dòng)機(jī)繞組按其結(jié)構(gòu)可有多種類別，今將數(shù)種較常用的分類簡介于下： 一、集中式繞組與分布式繞組1、集中式繞組安裝在凸形磁極鐵心上的繞組，例如直流電動(dòng)機(jī)定子上的主磁極繞組和換向極繞組，是集中式繞組。對(duì)于三相電動(dòng)機(jī)而言，如果每相繞組在每個(gè)磁極下只占有一個(gè)槽，在這種情況下，則也是集中式繞組。2、分布式繞組分散布置于鐵心槽內(nèi)的繞組，例如

2、直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組以及三相電動(dòng)機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，都是分布式繞組。二、短距繞組、整距繞組與長距繞組1、短距繞組繞組的節(jié)距小于極距的繞組，叫做短距繞組。短距繞組廣泛應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組以及三相交流單速電動(dòng)機(jī)的定子繞組。2、整距繞組繞組的節(jié)距等于極距的繞組，叫做整距繞組，又稱全距繞組或滿距繞組。3、長距繞組繞組的節(jié)距大于極距的繞組，叫做長距繞組。除了在三相交流單繞組多速電動(dòng)機(jī)中會(huì)有長距繞組以外， 一般情況下，不用長距繞組。三、單層繞組、雙層繞組與單雙層繞組1、單層繞組10 千瓦以下的小功率三相電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用較多。2、雙層繞組在鐵心槽內(nèi)嵌有上、下兩層線圈邊的繞組，叫雙層繞組。雙層繞組廣泛應(yīng)

3、用于直流電動(dòng)機(jī)以及功率在 10千瓦以上的三相電動(dòng)機(jī)。3、單雙層繞組有少數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子鐵心的一部分槽中僅嵌入單層線圈邊，而在另一部分槽中則嵌有雙層線圈邊，這種既有單層又有雙層的繞組，即單雙層繞組。這種繞組是由雙層短距繞組演變而來的。四、整數(shù)槽繞組與分?jǐn)?shù)槽繞組1、整數(shù)槽繞組三相電動(dòng)機(jī)繞組中，每極每相槽數(shù)為整數(shù)的叫整數(shù)槽繞組。2、分?jǐn)?shù)槽繞組三相電動(dòng)機(jī)繞組中，每極每相槽數(shù)為分?jǐn)?shù)的叫分?jǐn)?shù)槽繞組。分?jǐn)?shù)槽僅用于雙層繞組。五、600 相帶、300 相帶、和 1200 相帶繞組1、600 相帶繞組600600600相帶繞組. 2、300相帶繞組在嵌有 Y 和兩套繞組，Y-混合連接的三相電動(dòng)機(jī)中，把 60

4、0 相帶一分為二，即形成了 300 相帶繞組。3、1200 相帶繞組在單繞組三相多速電動(dòng)機(jī)中，有 1200 相帶繞組六、迭繞組和波繞組、迭繞組迭繞組一般應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)的樞（shu，以及三相電動(dòng)機(jī)的定子繞組和容量較小的三相電動(dòng)機(jī)繞線型轉(zhuǎn)子繞組。44、籠型轉(zhuǎn)子繞組籠型轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)比較簡單，造價(jià)較低，可靠性較高，在三相及單相交流電動(dòng)機(jī)中，籠型轉(zhuǎn)子繞組的應(yīng)用最為廣泛。、繞線型轉(zhuǎn)子繞組與籠型相比較，繞線型轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高，通常只應(yīng)用于要求具有較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及可有一定調(diào)速范圍的三相電動(dòng)機(jī)。八、顯極式與庶（shu）極式繞組、顯極式繞組顯極式繞組的特點(diǎn)為每個(gè)線圈組形成一個(gè)磁極，線圈組的數(shù)目與磁

5、極數(shù)相等。在顯極式繞組中，同一相相鄰的線圈組應(yīng)形成異性磁極，故采用“尾尾”或“首首”反串連接。、庶極式繞組庶極式繞組的特點(diǎn)為每個(gè)線圈組形成兩個(gè)磁極，線圈組的數(shù)目為磁極數(shù)的一半。在庶極式繞組中，同一相鄰的線圈組應(yīng)形成同性磁極，故采用“尾-首”或“首-尾”正串連接。庶極式接法的繞組，在三相單繞組多速電動(dòng)機(jī)中較為常用。第二節(jié)電動(dòng)機(jī)繞組的部分常用名詞和術(shù)語一、線圈、線圈總數(shù)、線圈電動(dòng)機(jī)繞組是由若干個(gè)線圈或線圈組組合而成的，所以線圈又稱繞組元件。線圈通常由多匝導(dǎo)線構(gòu)成，也可由單匝導(dǎo)線構(gòu)成。線圈的直線段稱為有效邊，又稱線圈邊，是嵌在鐵心槽中起電磁極能量轉(zhuǎn)換作用的部分。線圈兩端伸出槽外的部分稱為端部，端部起

6、連接兩個(gè)有效邊的作用。、線圈總數(shù)在單層繞組中，線圈總數(shù)等于鐵心總槽數(shù)的一半；在雙層繞組中，線圈總數(shù)與鐵心總槽數(shù)相等。例如 36 槽的鐵心，用于單層繞組時(shí)，線圈總數(shù)為 18，用于雙層繞組時(shí)，線圈總數(shù)為 36。二、并繞根數(shù)、并聯(lián)路數(shù)1、并繞根數(shù)對(duì)于電流較大的電動(dòng)機(jī)，為了便于線圈的繞制及嵌線，通常不采用單根大截面的導(dǎo)線，而用截面較小的多根導(dǎo)線合并在一起繞制線圈。這合并在一起的導(dǎo)線根數(shù)，即并繞根數(shù)。當(dāng)拆除鐵心中的舊線圈時(shí)，須注意該線圈是否由多根導(dǎo)線并繞，并應(yīng)弄清楚其并繞根數(shù)。2、并聯(lián)路數(shù)并聯(lián)路數(shù)又稱并聯(lián)支路數(shù)。對(duì)于大電流電動(dòng)機(jī)，為了便于線圈的繞制及嵌線，除了上述可用截面較小的多根導(dǎo)線并繞線圈的辦法外，

7、還可采用增加繞組并聯(lián)路數(shù)的辦法。但要注意，每個(gè)支路的串聯(lián)導(dǎo)體總數(shù)及線規(guī)應(yīng)相同，否則易造成環(huán)流和發(fā)熱。當(dāng)修理繞組重繞拆線時(shí)，應(yīng)弄清楚該繞組的并聯(lián)支路數(shù)。三、每槽導(dǎo)體數(shù)每槽導(dǎo)體數(shù)即鐵心每個(gè)槽中所嵌入的導(dǎo)體數(shù)。對(duì)于單層繞組而言，每槽導(dǎo)體數(shù)即一只線圈的匝數(shù)。對(duì)于雙層繞組而言，每槽導(dǎo)體數(shù)的一半才是一只線圈的匝數(shù)。4848163、磁極對(duì)數(shù)NS2p=142p=2。同理，6p=3;8 極電動(dòng)機(jī)，p=4。因?yàn)?p 磁極對(duì)數(shù)，則磁極數(shù)顯然是 2p,而且磁極數(shù)應(yīng)是偶數(shù)。、同步轉(zhuǎn)速交流電動(dòng)機(jī)定子繞組通電后所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即該電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)數(shù)。同步轉(zhuǎn)速 nc 的數(shù)值與磁極

8、對(duì)數(shù) p 的數(shù)值密切有關(guān)，nc 的數(shù)值由下式確定：fnC=(轉(zhuǎn)/分）p磁極數(shù)表 1-1同步轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）50 赫60 赫2130003600磁極數(shù)表 1-1同步轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）50 赫60 赫21300036004215001800631000120084750900105600720126500600五、機(jī)械角度、電角度與槽電角度、機(jī)械角度與電角度36013603600 角度的關(guān)系可用下式計(jì)算：電角度=極對(duì)數(shù)3600或電角度極數(shù)1800各種極數(shù)的電動(dòng)機(jī)，其鐵心圓周電角度見表 1-2.機(jī)械角度3600表機(jī)械角度3600極數(shù)24681012極對(duì) 數(shù)123456電角 度360072001080014

9、4001800021600、槽電角度電動(dòng)機(jī)鐵心每槽占有的電角度稱為槽電角度。槽電角度a 可用下式計(jì)算：p 02p0a ZZ式中p 極對(duì)數(shù)； Z 鐵心槽數(shù)六、極距、節(jié)距1、極距極距 是指電動(dòng)機(jī)每個(gè)磁極沿氣隙圓周表面所占的距離。 有槽數(shù)和長度兩種表示方法：（1）用槽數(shù)表示 Z （槽)2 p式中Z 交流電動(dòng)機(jī)定子槽數(shù)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子槽數(shù)；p 磁極對(duì)數(shù)（2）用長度表示 D （厘米）2 p式中D交流電動(dòng)機(jī)定子內(nèi)徑，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外徑（厘米。2yy19198（19。當(dāng)線圈節(jié)距 y= 是，稱為整距繞組，又稱全距繞組；當(dāng) y 時(shí)，稱為長距繞組。直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組（轉(zhuǎn)子繞組）的節(jié)距較交流電動(dòng)機(jī)的節(jié)距復(fù)雜，有第一

10、節(jié)距、第二節(jié)距、合成節(jié)距和換向器節(jié)距之分，將在第二章中介紹。七、每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù) q,是交流電動(dòng)機(jī)每相繞組在每個(gè)磁極下所占的槽數(shù)，其值可用下式計(jì)算：qZ2 pm式中Z定子槽數(shù)p 磁極對(duì)數(shù)；m 相數(shù)。對(duì)于三相電動(dòng)機(jī)而言，可得每極每相槽數(shù)q Z 。6P可為整數(shù)也可為分?jǐn)?shù)，例如：Z 54,mp6，得：qZ 3 ，為整數(shù)。2pm63Z 54,mp8，則得：q 2 1 ，為分?jǐn)?shù)。2pm834q 是整數(shù)時(shí)稱為整數(shù)槽繞組，q q 2 7 8分?jǐn)?shù)槽繞組。若q 1 ，即每個(gè)極下每相繞組只占一個(gè)槽時(shí)，就成為集中式繞組。當(dāng)q 1，就稱為分布式繞組。八、極相組數(shù)（線圈組（2p圈組）的組數(shù)等于極對(duì)數(shù)（p。九、

11、相帶量（負(fù)相號(hào)已歸入正相號(hào)）1-1036圖上，因a 200三相單速電動(dòng)機(jī)繞組，通常均為 600 相帶（此數(shù)值，即每極每相槽數(shù)q 所占區(qū)間的電角度Y300.對(duì)于單繞組多速電動(dòng)機(jī)，除 600 相帶外，還會(huì)出現(xiàn) 1200 相帶和 1800 相帶。一、分布系數(shù) Kd第三節(jié) 分布系數(shù)。短距系數(shù)和繞組系數(shù)的含義及計(jì)算Kd 即反映其減少的程度。K d 的含義可用下式表示：一相所屬全部槽電勢(shì)的 矢量和Kd =一相所屬全部槽電勢(shì)的 算術(shù)和一般情況下，分布系數(shù) Kd 的值可用下式計(jì)算：Kd sinqa2qsina2式中q每極每相槽數(shù)；a 槽電角度。計(jì)算所得的 Kd 值應(yīng)小于 1，但如果對(duì)集中式繞組而言，因q 1

12、，所以 Kd =1?！?例1-1】試計(jì)算三相四極36槽定子繞組的分布系數(shù)Kd ?！窘狻縬 Z 2p343p20pa 0Zsin32002sin3000.5Kd =3sin2002 3sin1000.963 0.1736分布系數(shù) Kd 的值，還可以從槽電勢(shì)矢量圖上求出，方法是：將一相所含全部槽電勢(shì)矢量，用投影和三角函數(shù)計(jì)算出矢量和，然后除以這些槽電勢(shì)矢量的算數(shù)和，即得分布系數(shù) Kd 。d利用槽電勢(shì)矢量圖求分布系數(shù)的方法，可應(yīng)用于任何繞組，無局限性。表 1-3 為三相 600 相帶繞組的分布系數(shù) K 的值.d表1-3三相繞組的分布系數(shù)Kd每極每相槽數(shù)q123456789600 相帶1.0000.9

13、660.9600.9580.9570.9560.9560.9560.955二、短距系數(shù) K y短距系數(shù)又稱節(jié)距系數(shù)。短距繞組較之整距繞組，能顯著削弱諧波磁場(chǎng)優(yōu)化電動(dòng)機(jī)性能，并可使線圈端部長度縮短，節(jié)省銅線；但另一方面，采用短距后，線圈內(nèi)基波合成電勢(shì)因而也有所減小，短距系數(shù) K y 即反映其減小的程度。 K y 的含義可用下式表示：短距線圈合成電勢(shì)K y =整距線圈合成電勢(shì)K y 的值可用下式計(jì)算：K sin( y ) sin(900 y )y或K2 cos y2中y表示線圈節(jié)距y較之極距 所短（或長）的電角度。Ky=K y sin2 1。要注意，對(duì)于三相單層繞組，形式上雖可由短距線圈構(gòu)成，但電

14、磁本質(zhì)上是整距繞組，故其 K y 1 。表 1-4 為三相繞組的短距系數(shù) K y 。三、繞組系數(shù) K w繞組系數(shù) K w 是分布系數(shù) Kd 和短距系數(shù) K y 的乘積，即：K w Kd K y繞組系數(shù) K w 的含義可用下式表示：KwK y 1K w Kd 。節(jié)距極距（槽表1-4繞組的短距系數(shù)K節(jié)距極距（槽y2421181615141312111098761-251.0001-240.9981-230.9911-220.9811.0001-210.9660.9971-200.9470.9891-190.9240.9751.0001-180.8970.9560.9961-170.8660.931

15、0.9851.0001-160.8320.9010.9660.9951.0001-150.7930.8660.9400.9810.9951.0001-140.7520.8260.9060.9560.9780.9941.0001-130.7070.7820.8660.9340.9510.9750.9931.0001-120.7330.8190.8820.9140.9440.9710.9911.0001-110.6800.7660.8310.8660.9010.9350.9660.9901.0001-100.7070.7730.8090.8470.8840.9240.9600.9881.0001-090.7070.7430.7820.833