项目07三相异步电动机定子绕组

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1、三相异步电动机定子绕组一 、 能 力 目 标二 、 仪 器 与 设 备三 、 项 目 要 求（ 一 ） 熟 悉 中 、 小 型 交 流 异 步 电 动 机 定 子 绕 组 的 分 类 。1 按 相 数 分 有 单 相 、 两 相 和 三 相 绕 组 。2 按 绕 组 节 距 长 短 分 有 整 距 、 短 距 和 长 矩 。3 按 槽 内 绕 组 层 数 分 有 单 层 、 双 层 和 单 双 层 。4 按 绕 组 形 状 分 有 链 式 、 同 心 式 、 交 叉 式 、 叠 绕 组和 波 绕 组 等 形 式 。 前 三 种 一 般 为 单 层 绕 组 ； 后 两 种 一 般 为双 层 绕

2、组 。 三相异步电动机定子绕组 （ 二 ） 掌 握 绕 组 的 基 本 术 语 和 常 见 绕 组 的 展 开图 。 1 绕 组 的 展 开 图绕 组 展 开 图 一 般 在 要 表 示 和 分 析 绕 组 的 结 构 时 绘制 。 设 想 把 定 子 铁 心 沿 轴 向 切 开 ， 如 图 7-1（ a） 所 示 ，并 把 它 展 开 拉 平 ， 这 样 就 把 圆 筒 形 的 定 子 画 成 平 面 图 ，可 把 绕 组 的 分 布 和 连 接 方 法 画 在 平 面 图 上 ， 如 图 7-1（ b） 所 示 ， 为 清 晰 起 见 ， 再 简 单 画 成 如 图 7-1（ c）所 示

3、， 这 就 成 为 电 动 机 绕 组 的 展 开 图 。 三相异步电动机定子绕组 三相异步电动机定子绕组 图 7-1 定 子 绕 组 展 开 图(a)定 子 铁 心 切 开 ； (b)定 子 铁 心 展 开 图 (c)定 子 绕 组 展 开 图 三相异步电动机定子绕组2 绕 组 的 有 关 术 语（ 1） 线 圈 、 线 圈 组 、 绕 组1） 线 圈 线 圈 也 称 绕 组 元 器 件 ， 是 构 成 绕 组 最 基本 的 单 元 ， 用 导 线 绕 制 ， 分 为 有 效 边 和 端 部 。2） 线 圈 组 多 个 线 圈 按 一 定 规 律 连 成 一 组 成 为 线圈 组 。3） 绕

4、 组 多 个 线 圈 或 线 圈 组 按 一 定 规 律 连 接 在 一起 形 成 了 绕 组 。 三 相 电 动 机 有 三 个 绕 组 ， 常 称 为 三 相绕 组 。 三相异步电动机定子绕组 图 7-2 线 圈 示 意 图(a)单 匝 线 圈 ； (b)多 匝 线 圈 ； (c)多 匝 线 圈 简 化 图 三相异步电动机定子绕组（ 2） 极 距 在 定 子 圆 周 内 ， 每 个 磁 极 所 占 的 槽 数称 为 极 距 。 即 式 中 Z 1定 子 铁 心 总 槽 数 。 2p磁 极 数 。 12Zp 三相异步电动机定子绕组（ 3） 线 圈 节 距 y 一 个 线 圈 的 两 个 有

5、效 边 所 跨 定子 圆 周 的 距 离 称 为 节 距 ， 一 般 用 槽 数 表 示 。 如 某 线 圈的 一 个 有 效 边 嵌 放 在 第 一 槽 ， 另 一 个 有 效 边 嵌 放 在 第六 槽 ， 则 其 节 距 y=61=5槽 。 为 获 得 较 大 的 电 势 ， 应使 节 距 近 似 等 于 极 距 ， 即当 y= 时 称 为 整 距 绕 组 。 y 时 称 为 长 距 绕 组 ， 浪 费 导 线 。 12Zy p 三相异步电动机定子绕组（ 4） 机 械 角 度 和 电 角 度1） 机 械 角 度 即 几 何 角 度 ， 如 一 个 圆 周 所 对 应 的几 何 角 度 为

6、360， 该 几 何 角 度 就 称 为 机 械 角 度 。2） 电 角 度 计 量 电 和 磁 变 化 的 角 度 称 为 电 角 度 ，从 电 磁 方 面 看 ， 导 体 每 经 过 一 对 磁 极 N、 S， 其 感 应电 动 势 变 化 一 个 周 期 ， 也 即 相 位 变 化 了 360电 角 度 ，所 以 每 对 磁 极 对 应 的 是 360电 角 度 。 若 电 动 机 有 p对磁 极 ， 则 相 应 的 电 角 度 为 pX 360。 因 此 ，电 角 度 =P 机 械 角 度 三相异步电动机定子绕组（ 5） 每 极 每 相 槽 数 q 在 每 一 个 磁 极 下 每 相

7、绕 组所 占 有 的 槽 数 ， 称 为 每 极 每 相 槽 数 。 可 用 下 式 计 算式 中 ， m为 相 数 。 12Zq pm 三相异步电动机定子绕组（ 6） 相 带 每 相 绕 组 在 一 对 磁 极 下 所 连 续 占 有 的宽 度 （ 用 电 角 度 表 示 ） 称 为 相 带 。 在 异 步 电 动 机 中 ，一 般 将 每 相 所 占 有 的 槽 数 均 匀 地 分 布 在 每 个 磁 极 下 ，因 为 每 个 磁 极 占 有 的 电 角 度 是 180， 对 三 相 绕 组 而 言 ，每 相 占 有 的 电 角 度 是 60， 所 以 称 为 60相 带 。 而 每 极每

8、 相 槽 数 就 是 指 这 60相 带 中 有 q个 槽 。 实 际 在 多 对 磁极 的 电 动 机 定 子 绕 组 中 ， 每 对 磁 极 都 占 有 360电 角 度 ，根 据 60相 带 法 ， 绕 组 的 相 带 排 列 顺 序 应 为U1 W2 V1 U2 Wl V2。 三相异步电动机定子绕组（ 7） 极 相 组 将 一 个 磁 极 下 属 于 同 一 相 的 线 圈 按 一定 方 式 串 联 成 的 线 圈 组 ， 称 为 极 相 组 。 这 个 概 念 很 重 要 ，因 为 在 实 际 制 造 电 动 机 时 ， 一 般 把 一 相 绕 组 分 成 若 干 个极 相 组 (线

9、 圈 组 )绕 好 ， 再 分 组 嵌 线 ， 最 后 再 连 接 起 来 成为 一 相 绕 组 。 极 相 组 数 =2pm3 三 相 定 子 绕 组 的 分 布 与 连 接三 相 异 步 电 动 机 定 子 绕 组 的 作 用 是 产 生 对 称 的 旋 转磁 场 ， 因 此 除 了 三 相 电 源 必 须 对 称 外 ， 要 求 三 相 交 流 绕组 也 必 须 是 对 称 的 ， 其 构 成 （ 分 布 、 排 列 与 连 接 ） 原 则 如 下 ： 三相异步电动机定子绕组（ 1） 各 相 绕 组 在 每 个 磁 极 下 应 均 匀 分 布 ， 以 达 到 磁 场 的 对称 ， 因 此

10、 先 将 定 子 槽 数 按 极 均 分 （ 分 极 ） 每 极 180电 角 度 ， 每极 下 分 为 三 个 相 带 ， 每 个 相 带 60电 角 度 。 三 相 绕 组 的 分 布 在 每极 下 按 相 带 顺 序 U1 W2 V1 U2 W1 V2均 匀 分 布 。（ 2） 各 相 绕 组 引 出 线 应 彼 此 相 隔 120。 展 开 图 中 每 个 相 邻相 带 的 电 流 参 考 方 向 相 反 。（ 3） 同 相 绕 组 中 线 圈 之 间 应 顺 着 电 流 参 考 方 向 进 行 连 接 。（ 4） 同 一 相 绕 组 的 各 有 效 边 在 同 性 磁 极 下 ， 电

11、 流 方 向 应 相同 ； 而 在 异 性 磁 极 下 ， 电 流 方 向 相 反 。 为 节 约 铜 线 ， 节 距 应 尽 可 能 短 。（ 5） 各 相 绕 组 的 电 源 引 出 线 应 彼 此 相 隔 120电 角 度 。 三相异步电动机定子绕组（ 三 ） 展 开 图 绘 制 训 练1 三 相 单 层 绕 组 的 绘 制（ 1） 单 层 链 式 绕 组 三 相 异 步 电 动 机 Y-90L-4型 定 子 绕 组 为 单 层 链式 ， 定 子 槽 数 Z1 24， 极 数 2p ， 相 数 m 3， 节 距y 5（ 即 1-6） ， 绘 出 链 式 绕 组 展 开 图 。 绘 制 步

12、 骤 如 下 ： 三相异步电动机定子绕组1） 分 极 、 分 相 每 极 所 占 槽 数 槽每 极 每 相 槽 数 槽2） 标 出 同 一 相 中 线 圈 两 有 效 边 的 电 流 方 向 根 据“ 同 性 磁 极 下 电 流 方 向 相 同 、 异 性 磁 极 下 电 流 方 向 相反 ” 的 原 则 标 出 电 流 方 向 。3） 确 定 节 距 y 5（ 6-1）1 24 62 2 2Zp 1 24 22 2 2 3Zq pm 三相异步电动机定子绕组4） 确 定 各 相 绕 组 电 源 引 出 线 各 相 绕 组 引 出 线 应 彼此 相 隔 120电 角 度 。 由 于 相 邻 两

13、槽 间 相 隔 的 电 角 度 为则 120电 角 度 应 相 隔 120/30 4槽 。 U相 首 端 U1嵌放 在 第 2槽 ， V相 首 端 VI嵌 放 在 2+4 （ 槽 ） ， W相 首端 Wl嵌 放 在 6+4 10（ 槽 ） 。5） 将 每 个 极 相 组 顺 电 流 方 向 连 接 起 来 。6） 按 电 流 方 向 将 每 相 绕 组 串 联 起 来 ， 接 线 规 则 可 归纳 为 “ 头 接 头 ， 尾 接 尾 (反 串 联 )” 。 画 好 的 展 开 图 如 图7-3所 示 。 1360 360 2 3024pZ 三相异步电动机定子绕组 图 7-3 24槽 4极 单

14、层 链 式 绕 组 展 开 图 三相异步电动机定子绕组（ 2） 同 心 式 绕 组 同 心 式 绕 组 的 结 构 特 点 是 各 相绕 组 均 由 不 同 节 距 的 同 心 线 圈 （ 大 线 圈 套 在 小 线 圈 外面 ） 经 适 当 连 接 而 成 ， 这 种 绕 组 的 端 部 较 长 ， 常 用 于两 极 电 动 机 中 ， 每 极 每 相 槽 数 为 q 4的 偶 数 。 （ 3） 交 叉 式 绕 组 交 叉 式 绕 组 主 要 用 于 每 极 每 相槽 数 q 3（ 奇 数 ） 的 小 型 三 相 异 步 电 动 机 定 子 绕 组 中 。 三相异步电动机定子绕组（ 四 ）

15、绘 制 圆 形 接 线 参 考 图在 三 相 异 步 电 动 机 的 实 际 接 线 时 ， 为 了 能 清 楚 看出 各 线 圈 组 之 间 的 连 结 方 式 ， 常 采 用 一 种 简 化 了 的 圆形 接 线 参 考 图 ， 简 称 接 线 图 。 画 接 线 图 时 ， 不 管 每 极每 相 有 几 个 槽 ， 也 不 管 一 个 极 相 组 内 有 几 个 线 圈 ， 每一 个 极 相 组 都 用 一 根 带 箭 头 的 短 圆 弧 线 来 表 示 ， 箭 头所 指 方 向 表 示 电 流 参 考 方 向 。 三相异步电动机定子绕组（ 五 ） 绘 制 定 子 绕 组 概 念 图用 一 个 小 方 块 代 表 定 子 绕 组 的 一 个 极 相 组 ， 在 每个 小 方 块 上 面 用 箭 头 表 示 该 极 相 组 的 电 流 方 向 ， 显 极式 电 机 相 邻 极 相 组 电 流 方 向 应 相 反 ， 顺 着 电 流 方 向 把每 相 的 各 极 相 组 连 接 起 来 所 得 到 的 接 线 图 ， 即 是 定 子绕 组 的 概 念 图 。 可 以 看 出 ， 概 念 图 可 以 理 解 为 是 把 圆形 接 线 图 拉 直 后 所 得 到 的 。