第三章 三相异步电动机的绕组

中等职业学校教学用书（机电专业）《电动机的结构与维修》电子教案主编杜德昌宋丽娜第三章三相异步电动机绕组第一节绕组基本概念第二节三相异步电动机绕组的排列第一节绕组基本概念一、绕组、绕组展开图及三相绕组构成原则1．绕组、绕组展开图绕组基本元件是线圈绕组联线的规律----展开图2．三相绕组构成原则（1）每相绕组每对磁极下按相带顺序U1-W2-V1-U2-W1-V2均匀分布；（2）绕组展开图中相邻相带电流参考方向相反；（3）同相绕组线圈之间应顺着电流参考方向连线；（4）线圈节距尽量短，以节省铜线。第一节绕组基本概念第一节绕组基本概念二、槽数和磁极数槽数就是铁心上线槽总数，用字母Ｚ表示。磁极数是每相绕组通电后所产生的磁极数。电动机的磁极数就是２p。第一节绕组基本概念三、极距和节距极距：两个相邻磁极轴线之间的距离，称为极距，用字母τ表示。公式为：节距：一个线圈的两条有效边之间相隔的槽数，也叫跨距。用字母y表示。当y=τ时的绕组称为整距绕组，较常用；当yτ时的绕组称为短距绕组，节省导线常用；当yτ时的绕组称为长距绕组，浪费导线，一般不用。2Zp四、电角度机械角度：电动机圆周在几何上分成360°，这个角度称为机械角度。一对磁极占有的空间是360°电角度。若电动机有p对磁极，电动机圆周按电角度计算就为p×360°，因此：电角度＝p×机械角度槽距角α：相邻槽之间的电角度。360pZ第一节绕组基本概念五、每极每相槽数每一个极下每相所占的槽数，称为每极每相槽数，用字母q表示。式中，m为相数。六、相带就是每个极距内属于每相的槽所占有的区域。在三相绕组中，每个极距内分属U、W、V三相，每个极距为180°电角度，故每个相带为60°。一般三相异步电动机中都采用60°相带的三相绕组。2Zqpm第一节绕组基本概念七、极相组一个磁极下属于同一相的q个绕组元件按一定方式连接而成的线圈组称为极相组。同一个极相组中所有线圈电流方向相同。第一节绕组基本概念八、显极式接线和隐极式接线第一节绕组基本概念1、显极式接线指同相相邻极相组按“尾接尾”、“头接头”相连接。其特点是相邻磁极的极相组中的电流方向相反，每相绕组的极相组数等于磁极数，如图所示2、隐极式接线同相相邻极相组按“尾接头”、“头接尾”相连接的接线。其特点是所有极相组中的电流方向相同。隐极连接法每相线圈组不但各自形成磁极，而且相邻两组线圈组之间还形成磁极。可见这种接法的极相组数为磁极数的一半，即每相绕组的极相组数等于磁极对数。第一节绕组基本概念一、单层绕组结构特征：单层绕组的每一个槽内只有一个线圈边，整个绕组的线圈数等于总槽数的一半。特点：嵌线比较方便，槽内没有层间绝缘，槽的利用率高，故常用于小型三相异步电动机，但它的电气性能较差，且绕组端部不整齐。分类：同心式、链式、交叉式展开图一般步骤：（1）计算每极每相槽数q；（2）按2p划分极数，按q槽划分相带；（3）按照U1—W2—V1—U2—W1—V2相序标明相带；（4）按相邻相带电流方向相反，画出所有槽内线圈有效边的参考电流方向；（5）以极相组为单位，按绕组参考电流方向分别连接各相绕组，并标明出线端的首尾。第二节三相异步电动机绕组的排列1、链式绕组例题：三相异步电动机Y-90L-4型定子绕组为单层链式，定子槽数Z=24，极数2p=4，请绘出绕组展开图。解:（1）计算极距，每极每相槽数：（2）分极分相带，标出相带的电流方向；（3）根据相带和电流方向连接线圈组及相绕组.U相绕组展开图画法过程演示24624Zp槽242243Zqpm槽一、单层绕组V、W相绕组连接顺序图根据三相绕组通常相隔120°电角度，现每槽占有30°，120°电角度将间隔4槽，U相的首端为第2槽，因此V相的首端为第6槽，W相的首端为第10槽。V16----1117----1218----235----24V2W110----1521----1622----39----4W2一、单层绕组三相24槽4极单层链式绕组展开图：由展开图可知：定子绕组嵌线规律为嵌一空一吊2端部接线规律：头接头，尾接尾。链式绕组的特点：绕组各线圈节距相等，可用同一规格的线模绕制线圈，它在每极每相槽数q=2的小型异步电动机中得到广泛应用。一、单层绕组2、同心式绕组：例题：国产Y-100L-2型三相异步电动机，定子槽数Z=24，极数2p=2。试绘出其绕组的展开图。解（1）计算极距，每极每相槽数：（2）分极分相带，标出相带的电流方向；（3）根据相带和电流方向连接线圈组及相绕组。U相绕组展开图画法过程演示241222Zp槽244223Zqpm槽一、单层绕组V、W相绕组连接顺序图根据三相绕组通常相隔120°电角度，现每槽占有15°，120°电角度将间隔8槽，U相的首端为第3槽，因此V相的首端为第11槽，W相的首端为第19槽。V111----2212----2110----239----24V2W119----620----518----717----8W2一、单层绕组三相24槽2极单层同心式绕组展开图：由展开图可知：定子绕组嵌线规律为嵌二空二吊四端部接线规律：头接头，尾接尾。同心式绕组的特点：绕圈组中各线圈节距不等，各绕圈的轴线重合。优点是端接部分互相错开，重叠层数较小，便于布置、散热较好；缺点是线圈大小不等，绕线不方便。一、单层绕组3、交叉式绕组例题：三相异步电动机Y-132S-4型，定子绕组为单层交叉式，定子槽数Z=36，极数2p=4，请绘出绕组展开图。解:（1）计算极距，每极每相槽数：（2）分极分相带，标出相带的电流方向；（3）根据相带和电流方向连接线圈组及相绕组.U相绕组展开图画法过程演示36924Zp槽363243Zqpm槽一、单层绕组三相36槽4极单层交叉式绕组展开图：由展开图可知：定子绕组嵌线规律为嵌二空一，嵌一空2，吊3。端部接线规律：两个大线圈之间头尾相接，两个大线圈与小线圈之间为头接头、尾结尾。交叉式绕组的特点：主要用于q为奇数的小型三相异步电动机定子绕组中。一、单层绕组二、双层绕组结构特点：双层绕组是每个线圈内有上、下两条线圈边，每个线圈的一条边如果在某一个线槽的上层，另一边则放在相隔节距y的下层，整个绕组的线圈数等于槽数。主要优点：双层绕组所有线圈尺寸相同，便于绕制，端接部分形状排列整齐，有利于散热和增强机械强度，并且可以灵活选择线圈的节距，以调整线圈各有效边的分布，改善磁场波形，提高电气性能，故双层绕组广泛应用于三相异步电动机中第二节三相异步电动机绕组的排列1、双层叠绕组例：国产JO2-61-4型三相异步电动机，其定子槽数为36槽，极数为4，线圈节距为8，试绘出绕组展开图。解（1）计算数据（2）绘制绕组展开图U相绕组展开图绘制过程36924Zp槽363243Zqpm槽二、双层绕组三相双层叠绕组展开图二、双层绕组4极36槽U相绕组的串联与并联二、双层绕组2、双层波绕组波绕组的特点：一般应用于绕线转子中，线圈一般由扁铜条弯制而成，线圈嵌放于转子槽内，然后按要求逐个焊接起来。因其形状如波浪前进，故称为“波绕组”。波绕组线圈与节距二、双层绕组三相双层波绕组（Z＝36，2P＝4）U相绕组展开图二、双层绕组分数槽绕组就是指每极每相槽数q不是整数，而是分数的绕组。三相8极30槽电动机分数槽绕组展开图画法（1）计算数据据q值查表知，线槽分配规律为1，1，1，2；1，1，1，1；……即每相绕组在每４个磁极中，每3个磁极下只占一个槽，而在另一磁极下占２个槽。3033284Zp5531336648y30112834Zqpm三、分数槽绕组（2）绘制绕组展开图三相8极30槽电动机的Ｕ相绕组（V、W相相似）三、分数槽绕组