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1、 东北电力大学第6章：交流的构成 6.1 交流绕组的分类及对交流绕组的要求6.2 三相对称绕组的构成东北电力大学6.1 交流绕组的分类及对交流绕组的要求 交流绕组的功能和直流电机绕组的功能相同，是进行机电能量转换的关键部件，绕组构成了电机的电路部分，是电机的核心。 交流电机中所发生的电磁过程均与绕组有关，所以要分析交流电机的原理和运行，必须先对交流绕组的构成和连接规律有基本的了解。 本节介绍交流绕组的连接方法。东北电力大学交流绕组有多种分类方法。 按相数可分为单相、两相、三相和多相绕组； 按槽内层数可分单层、双层绕组、单双层绕组和混合绕组，双层绕组又分为迭绕组和波绕组，单层绕组又分为交叉式、同
2、心式和链式等； 按每极每相槽数可分为整数槽和分数槽绕组。 一、交流绕组概述东北电力大学二、交流绕组的基本知识 1、电角度与机械角度 电机圆周在几何上分为3600，这个角度称为机械角度。若磁场在空间按正弦波分布，则 经过N、S一对磁极即为3600。若电机有p对极电角度=p360 =p机械角度0东北电力大学2、节距 线圈两边所跨定子圆周上的距离，用y表示，y应接 近极距 极距z： 定子槽数 ：极对数3、槽距角 相邻槽之间的电角度 东北电力大学4、每极每相槽数 m:相数 p:极对数 即每一个极下每相所占的槽数5、相带为了使绕组对称，通常令每个极面下每相绕组所占的范围相等，这个范围称为相带。即：每极下
3、每相所占有的区域称为相带。 有600相带 和1200相带两种，一般采用600相带 东北电力大学1、三相双层绕组的结构对于10kw以上的三相交流电机，其定子绕组一般均采用双层绕组。 绕组的线圈数等于槽数一、双层叠绕组 图6-1双层绕组结构图6.2 三相对称绕组的构成东北电力大学例：一台三相四极36槽电机，试绘出槽电势星形图及划 分相带。当把各槽内导体感应的电势分别用矢量表示时，这些矢量构成一个辐射星形图，称为槽电势星形图。每个极下每相所占有的区域称为相带。下面用具体例子说明槽电势星形图和相带划分 。2、槽电势星形图和相带划分 东北电力大学（1）绘槽电势星形图图6-2 电势星形图东北电力大学（2）
4、划分相带以A相为例， A相在每极下应占有3个槽，整个定子中A相共有12个槽，为使合成电势最大，在第一个N极下取1、2、3三个槽作为A相带，在第一个S极下取10、11、12三个槽作为X相带，1、2、3三个槽相量间夹角最小，合成电势最大，而10、11、12三个槽分别于1、2、3三个槽相差一个极距，即相差1800电角度，这两个线圈组（极相组）反接以后合成电势代数相加，其合成电势最大。同理将19、20、21和28、29、30也划为A相，然后把这些槽里的线圈按一定规律连接起来，即得A相绕组。东北电力大学在第一个N极下取1、2、3三个槽作为A相带，在第一个S极下取10、11、12三个槽作为X相带,第二对极
5、下6、7、8作为A相带，25、26、27作为X相带。图 6 - 3图6-3 60度绕组分相图东北电力大学也可采用1200相带绕组。因1200相带合成电势较600相带合成电势小，所以一般采用600相带绕组。图6-4 120度绕组分相图东北电力大学绘制绕组展开图的步骤是：a、绘槽电势星形图 b、划分相带 c、把各相绕组按一定规律连接成对称三相绕组。3、绘制绕组展开图 根据线圈的形状和连接规律，双层绕组可分为叠绕组和波绕组两种,以下仅介绍单叠绕组叠绕组线圈波绕组线圈图6-5 绕组元件东北电力大学例：绘制四极三相36槽的双层叠绕组展开图。绘制槽电势星形图和相带划分同上，按y=8绘制相带A Z B X
6、C Y第一 对极1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，18第二 对极19，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，36各个相带槽号分布 东北电力大学图6-6 叠绕组展开图东北电力大学按相邻极下电流必须相反的原则，将各极相组连接起来，构成相绕组，图中实线为上层边，虚线为下 层边。 由于N极下的极相组A与S极下的极相组X的电动势方向相反，电流方向也相反，应将极相组A和极相组X反相串联。由于每相的极相组数等于极数，所以双层叠绕组的最多并联支路数等于2p如上例中有4极4个极相组，所以最多并联支路数 a=4实际支路数通常小
7、于2p，且2p必须是a的整数倍。东北电力大学双层叠绕组的优点是:短距时能节省端部用铜及得到较多的并联支路，缺点是线圈组间连接线较长， 在线圈组较多时浪费铜材，主要用于10千瓦以上的交流电机定子绕组。 东北电力大学单层绕组每槽只有一个线圈边线圈数等于槽数的一半。分同心式、链式和交叉式（1）同心式 同心式绕组由不同节距的同心线圈组成 以两极三相 24槽电机为例说明。相带A Z B X C Y 一对 极23，24，1 ，23，4，5 ，67，8，9 ，1011，12，13 ，1415，16，17 ，1819，20，21 ，22二、单层叠绕组东北电力大学同心式优点：下线方便，端部的重叠层数较少，便于布
8、置，散热好。同心式绕组 主要用于p=1的小型感应电机中。 缺点：线圈的大小不等、绕制不便，端部亦较长。图6-7 同心式绕组展开图东北电力大学（2）链式绕组 链式绕组的线圈具有相同的节距。就整个绕组外形来 看，一环套一环，形如长链。链式线圈的节距恒为奇数 。 例：三相六极36槽绘制链式绕组展开图 相带 A Z B X C Y第一对极36，12，34，56，78，910，11第二对极12，1314，1516，1718，1920，2122，23第三对极24，2526，2728，2930，3132，3334，35东北电力大学1号向右连，36号向左连，且节距相等，然后用极 间连线（红线）按相邻极下电流方
9、向相反的原则将六个 线圈反向串联，得A相绕组。图 6-8 链式绕组展开图东北电力大学（3）交叉式绕组 主要用于q=奇数的小型四极、六极电机中，采用不等 距线圈。例：三相、 4极、 36槽电机绘制交叉式绕组展开图相带 A Z B X C Y第一对 极35，36， 12，3，45，6，78，9，1011，12， 13 14，15，16第二对 极17，18， 1920，21， 2223，34， 2526，27， 2829，30， 3132，33，34东北电力大学图 6-9 交叉式绕组展开图东北电力大学单层绕组 的联接特点：各相的最大并联支路数等于极对数 ，即， 每相串联的匝数N=pqNc/a，线圈组数等于 极对数。双层绕组 的联接特点：各相的最大并联支路数等于极数，即amax=2p，线圈组数比单层绕组 多一倍，每相串联的匝数N=2pqNc/a，线圈的匝数为槽导体数的一半。单层绕组 一般多用于小型10kW以下的异步电机，大中型电机普遍采用双层短距分布绕组，所以学习中应注意掌握双层绕组 的联接规律。 三、绕组小结
