電機(jī)拖動(dòng)與電氣控制 第2版 教案 3.2交流電動(dòng)機(jī)的繞組 課程教案

電機(jī)拖動(dòng)與電氣控制課程教案章節(jié)名稱第3章交流電動(dòng)機(jī)3.2交流電動(dòng)機(jī)的繞組授課時(shí)數(shù)2授課形式教學(xué)目標(biāo)①掌握三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的相關(guān)概念。②能正確繪制繞組展開(kāi)圖；能夠按照操作規(guī)范正確繞制電機(jī)繞組。③科學(xué)思考，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，愛(ài)護(hù)教學(xué)設(shè)備。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)交流電機(jī)定子繞組的相關(guān)概念和繞組展開(kāi)圖的畫(huà)法。教學(xué)內(nèi)容在交流電機(jī)的應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到如若電機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，造成電機(jī)燒壞這種情況發(fā)生，一旦電機(jī)出現(xiàn)故障，檢修人員勢(shì)必要維修電機(jī)，絕大數(shù)情況是更換電機(jī)的定子繞組，本節(jié)課學(xué)習(xí)交流電機(jī)定子繞組的相關(guān)內(nèi)容。一、交流電機(jī)繞組的基本知識(shí)1.交流繞組：是交流電機(jī)的重要電路部分，通常由導(dǎo)電能力較強(qiáng)的線圈構(gòu)成。線圈（元件）是構(gòu)成繞組的基本單元。繞組就是線圈按照一定的規(guī)律排列和聯(lián)結(jié)。對(duì)于交流電機(jī)的繞組AX,BY,CZ三相。2.極距τ：兩個(gè)相鄰磁極軸線之間沿定子鐵心內(nèi)表面的距離。若定子的槽數(shù)為Z，磁極對(duì)數(shù)為p，則極距可由公式τ=z/2p計(jì)算。3.線圈節(jié)距y：一個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間所跨的距離（通常用相距的槽數(shù)）稱為線圈的節(jié)距。y=τ時(shí)稱為整距繞組；y<τ時(shí)稱為短距繞組；y>τ時(shí)稱為長(zhǎng)距繞組。4.電角度，所謂電角度是用來(lái)衡量磁場(chǎng)的角度，其數(shù)值為；5.槽距角：任意相鄰兩個(gè)槽之間的相差的電角度;6.每極每相槽數(shù)：每一個(gè)極面下每相線圈所占的槽數(shù)為q=Z/2Pm。7．相帶：每個(gè)極面下的導(dǎo)體平均分給各相，則每一相繞組在每個(gè)極面下所占的范圍，用電角度表示稱為相帶。因?yàn)槊總€(gè)磁極占有的電角度是1800，對(duì)三相繞組而言，一相占有600電角度，稱為600相帶。交流電機(jī)定子三相繞組，其基本要求包括：三相繞組對(duì)稱；力求獲得最大的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)；繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形力求接近正弦；節(jié)省用銅量；繞組的絕緣和機(jī)械強(qiáng)度可靠，散熱條件好；工藝簡(jiǎn)單、便于制造、安裝和檢修。二、三相單層繞組單層繞組可分為鏈?zhǔn)嚼@組、同心式繞組、交叉式繞組等。1．鏈?zhǔn)嚼@組單層鏈?zhǔn)嚼@組是由形狀、幾何尺寸和節(jié)距都相同的線圈連接而成，就整個(gè)外形來(lái)看，形如長(zhǎng)鏈故稱為鏈?zhǔn)嚼@組。單層鏈?zhǔn)嚼@組每個(gè)線圈節(jié)距相等，繞線方便；采用短距繞組，減少了用銅量。鏈?zhǔn)嚼@組主要用于q=2的4、6、8極小型三相異步電動(dòng)機(jī)中。2．同心式繞組同心式繞組是將每對(duì)磁極下屬于同一相的繞組連成同心形狀。同心式繞組的特點(diǎn)是繞組同心排列，端部互相錯(cuò)開(kāi)，疊壓層數(shù)較少，有利于嵌線，線圈散熱較好；但繞組節(jié)距不等，繞線不便。3．交叉式繞組交叉式繞組是由線圈個(gè)數(shù)和節(jié)距都不相等的兩種線圈組構(gòu)成，同一組線圈的形狀、幾何尺寸和節(jié)距均相同，各線圈組的端部都互相交叉。其優(yōu)點(diǎn)是線圈端部較短，節(jié)約用銅量。交叉式繞組主要用于q＝3、2＝4或6的小型三相異步電動(dòng)機(jī)中。例如一臺(tái)Z=36、2=4的三相異步電動(dòng)機(jī)，經(jīng)計(jì)算其極距τ=9，每極每相槽數(shù)q=3，槽距角=200。按照q=3分相，則U相的繞組展開(kāi)圖如圖所示。三相單層繞組的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)在于元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，嵌線方便，槽內(nèi)無(wú)層間絕緣，廣泛應(yīng)用于10kW以下的異步電動(dòng)機(jī)定子繞組；缺點(diǎn)在于電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)波形較差；鐵損和噪聲較大；起動(dòng)性能較差。三、三相雙層繞組雙層繞組的每個(gè)槽內(nèi)放兩個(gè)不同線圈的有效邊，一個(gè)在上層，另一個(gè)在下層。對(duì)于一個(gè)線圈來(lái)講，它的一個(gè)有效邊在某一槽的上層，另一個(gè)有效邊則應(yīng)放在相距一個(gè)節(jié)距y的另一槽的下層。整臺(tái)電機(jī)的線圈數(shù)等于定子槽數(shù)。雙層繞組的節(jié)距可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)選擇，以改善電機(jī)的電磁性能，10kW以上的電機(jī)一般均采用雙層繞組。雙層繞組可分為疊繞組和波繞組，本節(jié)僅介紹雙層疊繞組。疊繞組是指相串聯(lián)的后一個(gè)線圈的端接部分緊疊在前一個(gè)線圈元件端接部分的上面，整個(gè)繞組成折疊式前進(jìn)。