第三篇 异步电机

第10章 异步电机的结构及交流绕组

10.2 交流绕组

内容提要

• 有关交流绕组的几个概念
• 交流绕组排列及连线的原则
• 单层绕组
• 双层绕组

一、认识交流绕组（与绕组有关的几个概念）

 ★线圈（绕组元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈按一定规律的排列和联结。线圈可以区分为多匝线圈和单匝线圈。与线圈相关的概念包括：有效边；端部；线圈节距等（看图）

★极距：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围
• 用长度表示： （看图）
• 用槽数表示： （36槽4极电机的极距为多少槽？）

★电角度：

• 转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为360度。
• 从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期，即1对极为360电角度
• 电机的机对数为p时，气隙圆周的角度数为p*360电角度。（看图）

★节距

• 一个线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线圈的节距。用y表示。（看图）
• y<τ时，线圈称为短距线圈；y=τ时，线圈称为整距线圈；y>τ时，线圈称为长距线圈。

★单层绕组和双层绕组

• 单层绕组一个槽中只放一个元件边（看图）
• 双层绕组一个槽中放两个元件边。（看图）

★槽距角，相数，每极每相槽数

• 一个槽所占的电角度数称为槽距角，用α表示；（看图）
• 相数用m表示，
• 每个极域内每相所占的槽数称为每极每相槽数，用q表示。（看图）

二、交流绕组的构成原则

• 均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等
  • 每极槽数用极距τ表示
  • 每极每相槽数（举例）
• 对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120电角度。
  • 如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。（举例）
• 电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。
  • 如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。（举例）
    

三、三相单层绕组

★构造方法和步骤

• 分极分相: （看图1000-1）
  • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。；
  • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。
• 连线圈和线圈组：（看图1000-2）
  • 将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？）
  • 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）
  • 以上连接应符合电势相加原则
• 连相绕组：（看图1000-3）
  • 将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。
  • 串联与并联，电势相加原则。
• 按照同样的方法构造其他两相。
• 连三相绕组 （看图1000-4）
  • 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组
  • △接法或者Y接法。

★单层绕组分类

• 等元件式整距叠绕组（看图1000-3）
• 同心式绕组（看图1000-6）
• 链式绕组（看图1000-7）
• 交叉链式绕组（看图1000-8）
• 单层绕组主要用于小型异步电动机。

四、三相双层绕组

★构造方法和步骤（举例：Z1=24,2p=4,整距,m=3)

• 分极分相:（看图1001-1）
  • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向；
  • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。
• 连线圈和线圈组：（看图1001-2）
  • 根据给定的线圈节距连线圈（上层边与下层边合一个线圈）
  • 以上层边所在槽号标记线圈编号。
  • 将同一极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？）
  • 将同一极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）
  • 以上连接应符合电势相加原则
• 连相绕组： （看图1001-3）
  • 将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。
  • 串联与并联，电势相加原则。
• 按照同样的方法构造其他两相。
• 连三相绕组
  • 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组
  • △接法或者Y接法

★10kW以上的电机主要采用双层绕组