项目07 三相异步电动机定子绕组

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，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Z1——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=6—1=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时称为短距绕组，可节省导线，双层绕组常用y=5/6，以减少谐波损耗，改善电气性能。y时称为长距绕组，浪费导线。12Zyp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360º，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360º电角度，所以每对磁极对应的是360º电角度。若电动机有p对磁极，则相应的电角度为pX360º。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。12Zqpm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180º，对三相绕组而言，每相占有的电角度是60º，所以称为60º相带。而每极每相槽数就是指这60º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360º电角度，根据60º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，因此先将定子槽数按极均分（分极）每极180º电角度，每极下分为三个相带，每个相带60º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120º。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120º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＝４，相数m＝3，节距y＝5（即1-6），绘出链式绕组展开图。绘制步骤如下：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）1246222Zp12422223Zqpm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120º电角度。由于相邻两槽间相隔的电角度为则120º电角度应相隔120º/30º＝4槽。U相首端U1嵌放在第2槽，V相首端VI嵌放在2+4＝６（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。136036023024pZ三相异步电动机定子绕组图7-324槽4极单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）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。