電動(dòng)機(jī)繞組的分類及接線方法

一、電動(dòng)機(jī)繞組的分類

1、根據(jù)所起的作用不同，電動(dòng)機(jī)繞組主要分為兩大類：產(chǎn)生氣隙主磁通的主極勵(lì)磁繞組和與主磁通相對(duì)運(yùn)動(dòng)感生電動(dòng)勢(shì)的電樞繞組。

2、中小型三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組按相數(shù)的不同，可分為單相、兩相和三相繞組；按槽中繞組數(shù)量的不同，分成單層繞組、雙層繞組、單雙層混合繞組和正弦繞組4類；按繞組端接方式不同，單層繞組有同心式、鏈?zhǔn)健⒔徊媸嚼@組；雙層繞組有疊繞組和波繞組；按每極每相所占的槽數(shù)是整數(shù)還是分?jǐn)?shù)分類，有整數(shù)槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組。

3、直流電動(dòng)機(jī)除電樞繞組和勵(lì)磁繞組外，為了改善換向，大都裝有換向極繞組和補(bǔ)償繞組。電樞繞組按照繞組元件與換向片之間的連接規(guī)律不同分為疊繞組、波繞組和蛙繞組。

4、同步電動(dòng)機(jī)為了防止振蕩和改善某些性能，或因啟動(dòng)的需要,一般裝有阻尼繞組或啟動(dòng)繞組。

二、單相異步電動(dòng)機(jī)繞組的分布

1、單相異步電動(dòng)機(jī)主、副繞組的軸線在空間相隔90°電角度。

2、單相異步電動(dòng)機(jī)副繞組的導(dǎo)線截面積通常為主繞組的1/2~1/3。

3、單相異步電動(dòng)機(jī)副繞組的匝數(shù)一般為主繞組匝數(shù)的1/2~2/3。

4、在電容啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)中，啟動(dòng)繞組占總槽數(shù)的1/3，主繞組占總槽數(shù)的2/3。

5、在電容啟動(dòng)及運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)中，主、副繞組各占總槽數(shù)的1/2。

三、電動(dòng)機(jī)繞組的接線方法

1、電動(dòng)機(jī)定子繞組并聯(lián)時(shí)要求各相繞組的導(dǎo)體數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)應(yīng)相等。每條支路的匝數(shù)和線徑均應(yīng)相同，各相線圈在空間的分布規(guī)律一樣，即要求其阻抗相同。

2、把同相的各極相組連接成相繞組時(shí)，其短連接是每一并聯(lián)支路的所有線圈集中在定子圓周的1/2。

四、電動(dòng)機(jī)繞組的主要性能

1、一般三相單速電動(dòng)機(jī)為60°相帶。并聯(lián)時(shí)要求每條支路的匝數(shù)和線規(guī)均應(yīng)相同，即要求其阻抗相同，否則易造成環(huán)流和發(fā)熱。

2、三相電動(dòng)機(jī)繞組為達(dá)到對(duì)稱平衡，在空間位置上要相差一樣的角度，使三相電動(dòng)勢(shì)相位互差120°電角度。

3、三相繞組一般采用60°相帶，即三相有效邊在一對(duì)磁場(chǎng)下均勻地分為6個(gè)相帶。同一個(gè)極相組中所有的繞組元件電流方向相同。

4、電動(dòng)機(jī)各相繞組在每個(gè)磁極下應(yīng)均勻分布，先將定子槽按極數(shù)均分，再把每極下槽數(shù)分為 3個(gè)相帶，每個(gè)相帶占60°電角度。

五、常見電動(dòng)機(jī)繞組的特點(diǎn)

1、同心式繞組

1）三相同心式單層繞組是由尺寸不同、節(jié)距不等的線圈連接成同心形狀的線圈組，常用于中心高160mm以下、2極的Y系列電動(dòng)機(jī)定子繞組。

2）同心式繞組的節(jié)距仍為整節(jié)距。同心式線圈連接時(shí)，極相組內(nèi)所有線圈均按前一個(gè)線圈的尾與下一個(gè)線圈的頭依次相接。

3）同心式分布繞組能自行消除三次諧波。

2、鏈?zhǔn)嚼@組

1）鏈?zhǔn)嚼@組常用于每極每相槽數(shù)等于偶數(shù)的小型三相電動(dòng)機(jī)中。

2）單層鏈?zhǔn)嚼@組線圈節(jié)距相等，且小于極距。

3）鏈?zhǔn)嚼@組的節(jié)距雖短，但不是實(shí)際的短節(jié)距繞組，因其跨距仍在兩個(gè)磁極下，即一個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊電勢(shì)差180°的電角度。

3、交叉式繞組

1）交叉式繞組主要用在每極每相槽數(shù)為奇數(shù)的電動(dòng)機(jī)中。

2）交叉式繞組的連接規(guī)律：線圈組內(nèi)各線圈按前一個(gè)線圈的尾與下一個(gè)線圈的頭相接，成為一個(gè)線圈組。線圈組間的連接方式是尾接尾，頭接頭。

3）交叉鏈?zhǔn)嚼@組和交叉同心式繞組的兩組線圈節(jié)距不等，且一組為偶數(shù)、一組為奇數(shù)。

4）交叉鏈?zhǔn)嚼@組和交叉同心式繞組常用于中心高160mm以下，q=3、5、7等的2、4、6、8極的Y系列電動(dòng)機(jī)定子繞組。

4、單層繞組

1）一個(gè)鐵芯槽中只安放一個(gè)有效邊的繞組稱為單層繞組。單層繞組的電動(dòng)機(jī)多做成整節(jié)距，且其節(jié)距不能自行改變。

2）單層繞組的線圈元件數(shù)等于電動(dòng)機(jī)總槽數(shù)的1/2，所以總槽數(shù)必須為偶數(shù)。

3）10kW以下的小容量異步電動(dòng)機(jī)通常用等元件或交叉式的單層繞組。

4）三相單層繞組不可制成短節(jié)距繞組。

5、雙層繞組

1）雙層繞組的元件數(shù)等于電動(dòng)機(jī)定子的槽數(shù)，每個(gè)槽內(nèi)沿槽深方向嵌有2個(gè)有效邊。

2）雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)是所有線圈的尺寸、形狀相同，便于生產(chǎn)；端部排列整齊；能靈活地根據(jù)需要選擇最合理的節(jié)距來改善電磁繞組的特點(diǎn)性能。

3）雙層繞組根據(jù)每極每相槽數(shù)的不同可劃分為整數(shù)槽繞組、對(duì)稱分?jǐn)?shù)槽繞組和非對(duì)稱分?jǐn)?shù)槽繞組。

4）雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)是磁動(dòng)勢(shì)波形好、諧波小、損耗小、運(yùn)行性能好、啟動(dòng)性能好。

6、雙層疊繞組

1）雙層疊繞組的線圈組內(nèi)各元件間按第一個(gè)元件的尾端接下一個(gè)元件的首端依次相連。

2）雙層疊繞組每相繞組的線圈組數(shù)等于磁級(jí)個(gè)數(shù)，每個(gè)槽內(nèi)有兩個(gè)線圈邊，線圈數(shù)等于槽數(shù)，在每極每相槽數(shù)q[q=Z/2pm(Z為定子總槽數(shù)，2p為磁極個(gè)數(shù)， m為相數(shù))]為整數(shù)的情況下，每相有2p個(gè)線圈組(故共有2pm個(gè)線圈組)，每個(gè)線圈組由q個(gè)線圈串聯(lián)而成。

3）雙層疊繞組的整數(shù)槽繞組里，每一極相組含有的線圈也必定是整數(shù)。雙層疊繞組最大并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)，即a max =2p。

4）全節(jié)距雙層疊繞組、短節(jié)距雙層疊繞組屬于整數(shù)槽繞組。

5）線圈組間由于相鄰?fù)嗟臉O相組所對(duì)磁極性相反，電勢(shì)也相反，所以串聯(lián)時(shí)，按尾接尾、頭接頭的反串原則相接。并聯(lián)時(shí)應(yīng)考慮采用長(zhǎng)連接還是短連接，把所有線圈組并起來，最大支路數(shù)等于磁極數(shù)。

7、單疊繞組

1）單疊繞組的基本特點(diǎn)是元件的首端和尾端接到相鄰的兩片換向片上。

2）單疊繞組第一節(jié)距或稱后節(jié)距，是一只元件兩有效邊間的距離，以單元槽數(shù)表示。

3）單疊繞組合成節(jié)距是兩只相連接元件對(duì)應(yīng)邊間的距離，以槽數(shù)來表示。

8、雙層波繞組

1）整數(shù)槽波繞組的合成節(jié)距Y=Z/p=2mq。這樣繞組前進(jìn)p對(duì)極,串p個(gè)線圈,沿定子繞行一周后便回到原出發(fā)的槽號(hào)而閉合。雙層波繞組任意兩個(gè)串聯(lián)線圈對(duì)應(yīng)邊之間的距離為繞組的合成節(jié)距。

2）雙層波繞組并聯(lián)支路數(shù)最多為 2，常用于大中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組。雙層波繞組可減少線圈組之間的連接線,也常用于多數(shù)凸極同步電機(jī)。

3）波繞組的連接規(guī)律：繞組沿電樞表面繞行q周,把屬于同一相的所有上層邊在 N極下的線圈依次串聯(lián)而構(gòu)成繞組的一半；再沿電樞表面繞行q周，把屬于同一相的所有上層邊在S極下的線圈依次串聯(lián)而構(gòu)成繞組的另一半；這兩部分線圈再根據(jù)需要串聯(lián)或并聯(lián)。同理連接另兩相繞組即可。

4）波繞組的優(yōu)點(diǎn)：線圈間連線少；對(duì)磁極數(shù)多、支路導(dǎo)線截面積大的交流電動(dòng)機(jī)，節(jié)約導(dǎo)線更為明顯。

9、單波繞組

1）單波繞組所有N極下元件串聯(lián)成一條支路，所有S極下元件串聯(lián)成另一條支路。

2）單波繞組互相連接的兩個(gè)元件相隔較遠(yuǎn)，兩只相連接的元件相距約為二倍極距。單波繞組的基本特點(diǎn)是元件兩端接到相隔較遠(yuǎn)的兩片換向片上。

3）單波繞組當(dāng)順著并聯(lián)的元件繞電樞一周后，能回到與起始元件相鄰的元件邊上。

4）單波繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)與極數(shù)無(wú)關(guān),總是等于1。

10、正弦繞組

1）正弦繞組可提高繞組系數(shù)，降低損耗，提高電動(dòng)機(jī)效率2%~4%，還可有效地消除或削弱高次諧波。

2）正弦繞組把60°相帶的一套繞組變成一半相帶的兩套繞組。

3）正弦繞組中星形部分繞組中的電流比三角形部分繞組中的電流滯后30°電角度，所以定子槽中總電流在任一瞬間沿圓周分布更接近正弦形。

4）正弦繞組有3種排列方式：?jiǎn)坞p層混合排列、輪換排列、不輪換排列。

11、混合繞組

1）Δ-Y混合繞組能有效地消除或削弱高次諧波，改善了電勢(shì)磁勢(shì)波形，從而改善了電動(dòng)機(jī)性能。

2）△-Y混合繞組中Y接部分繞組中的電流比△接部分繞組中電流滯后30°電角度，所以定子槽中總電流的波形在任一瞬間沿圓周分布更接近正弦形。

3）△-Y 混合繞組是將普通60°相帶的一套繞組變成一半相帶的兩套線組。

12、分?jǐn)?shù)槽繞組

1）分?jǐn)?shù)槽繞組每相占有的槽數(shù)是分?jǐn)?shù)。三相對(duì)稱分?jǐn)?shù)槽繞組在每極每相上槽數(shù)不等，但每相的總槽數(shù)是相等的。三相非對(duì)稱分?jǐn)?shù)槽繞組使用時(shí)不適用于三角形接法，只適用于星形接法。

2）不對(duì)稱分?jǐn)?shù)槽繞組可以采用空槽和分配法處理，盡量做到近似對(duì)稱以減小磁場(chǎng)不平衡。

3）分?jǐn)?shù)槽繞組分配時(shí)，不論是線圈多的極相組還是線圈少的極相組，都應(yīng)布置在對(duì)稱位置，只有這樣動(dòng)平衡才能把電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)振動(dòng)減小到最低限度。

13、電樞繞組

1）電樞繞組是直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的部件，兩端分別接到兩片換向片上。

2）在直流電動(dòng)機(jī)中，電樞繞組數(shù)、元件數(shù)、換向器上的換向片數(shù)和電樞單元槽數(shù)相等。

3）采用單波繞組的電樞電流等于2倍的支路電流。