一文解析三相單層繞組端部連接方式性能及特點

三相單層繞組的類型

單層就是在每個定子槽內(nèi)只嵌放一個線圈的有效邊的繞組，因而它的線圈總數(shù)只有電動機總槽數(shù)的一半。單層繞組的優(yōu)點是嵌線比較方便，槽的利用率高，缺點是節(jié)距的選擇受到限制，電動機的電磁性能不夠理想，多用于中小型電動機中。

定子繞組分為顯極式和隱極式兩種類型。

（1）顯極式繞組跨距在兩個相鄰極面內(nèi)同相的兩個極相組采用“頭接頭”和“尾接尾”連接起來的繞組稱為顯極式繞組。在顯極式繞組中，每個極相組形成一個磁極，每相繞組的極相組數(shù)與磁極數(shù)相等。也就是說在顯極式繞組中有幾個極相組數(shù)該電動機就是幾極的電動機。圖5-8所示是4極顯極式繞組一相的示意圖。

在顯極式繞組中，為了使磁極的極性N和s相互間隔，相鄰兩個極相組里的電流方向是相反的，相鄰兩個線圈的有效邊里的電流方向卻是一致的。

（2）隱極式（庶極式）繞組 在不相鄰的兩個極面中同相的兩個極相組采取“頭接尾”和“尾接頭”的方式連接的繞組稱為隱極式繞組，如圖5-9所示。在隱極式繞組中每個極相組形成兩個磁極，繞組的極相組數(shù)為磁極數(shù)的一半，而另外半數(shù)的磁極則由極相組所產(chǎn)生的磁通共同形成。也就是說在隱極式繞組的電動機中極數(shù)是每相繞組極相組數(shù)的兩倍。

圖5-8 顯極式繞組

圖5-9 隱極式繞組

在隱極式繞組中，每個極相組所形成的磁極的極性都相同，而所有極相組的電流方向也都相同。

隱極式繞組多應(yīng)用于老型號電動機中，現(xiàn)在已被淘汰?，F(xiàn)代電動機只是應(yīng)用在雙速電動機繞組中，雙速電動機定子繞組也只有一套，嵌線方法也與單速電動機相同，不同之處是通過改變極數(shù)（即改變顯極與隱極方式）達到變速的目的。

三相單層繞組的形式

根據(jù)繞組形狀的不同，單層繞組又分為鏈式、同心式和交叉式三種。

（1）鏈式繞組 鏈式繞組由具有相同形狀和同一節(jié)距的單層線圈元件所組成，因其繞組端部各個線圈像套起的鏈環(huán)而得名，圖5-10所示為三相24槽4極單層鏈式繞組節(jié)距。

單層鏈式繞組因節(jié)距相等，繞制比較方便，作鏈式排列時端部連線交叉較多，端部整形較困難。

圖5-10 三相24槽4極單層鏈式繞組節(jié)距

△注意：單層鏈式繞組的線圈節(jié)距必須是奇數(shù)，否則該繞組將無法排列布置。

（2）交叉式繞組 交叉式繞組是由兩種不同節(jié)距的繞組元件一大一小交叉排列而成，其特點是元件的繞制雖不如鏈式方便，但可以采用短節(jié)距繞組，有利于改善電動機性能。圖5-11所示為三相36槽4極單層交叉式繞組（A相）展開圖。

圖5-11 三相36槽4極單層交叉鏈式繞組（A相）

（3）同心式繞組 同心式繞組是由同一極相組內(nèi)節(jié)距不等的大小兩個線圈組成。因極相組內(nèi)的所有線圈圍抱同一圓心而得名。同心繞組的特點是同一個極相組的元件的節(jié)距大小不等，繞制時需用幾個不同大小的模具，但幾個元件同心安放，端部連線不互相交叉，易于排列整齊。圖5-12所示為24槽2極單層同心式繞組展開圖。

圖5-12 24槽2極單層同心式繞組展開圖a）A相繞組b）三相繞組

三相單層繞組端部連接方式性能及特點

1、等寬度式（疊式）

線圈為等距，所有線圈節(jié)距相同，線模容易調(diào)整；線圈節(jié)距短于極距（整距），較省線材；單層繞組的線圈數(shù)目少，嵌線省時，但電氣性能較差。

2、同心式

繞組是單層布線，有較高的槽滿率；線圈節(jié)距的平均值為等距，繞組端部長度大而耗線材，且漏磁較大、電氣性能也較差；可采用分層嵌線而形成“雙平面”或“三平面”繞組，使嵌線方便，多適用于二極電機。

3、交叉式

繞組為整距，但線圈平均節(jié)距較短，用線較節(jié)??；每組線圈數(shù)和節(jié)距都不等，給嵌線工藝增加了困難；槽滿率較高，電氣性能較差。另外，端部連接方式也可成為同心交叉式，即把等寬度的兩線圈改成同心式。

4、三相單層4極36槽繞組端部連接方式

由三相4極36槽可知該繞組的每極相槽數(shù)q=3，端部連接方式可能出現(xiàn)三種方式，用圖（a）、（b）、（c）描繪，只連接其中某一相。

（a）等寬式（鏈式）

（b）同心式

（c）交叉式

在實際中，選用哪種端部連接方式，這不是修理人員所考慮的，只有設(shè)計人員才考慮。對修理人員來說，一般情況下，原設(shè)計數(shù)據(jù)是重繞電機的重要依據(jù)，是不可更改的。

5、三相單層4極24槽繞組端部連接方式

由三相4極24槽的兩個基本參數(shù)可計算出每極相槽數(shù)=2，根據(jù)其規(guī)則排列組合有三種端部連接方式，下圖所示。

（a）等寬式（疊式）

（b）同心式

（c）單鏈式

總之，以上幾種單層繞組型式，具有高的槽利用率、不易發(fā)生相間短路、線圈數(shù)目較少、嵌線工時省等優(yōu)點，在小型電機中得到廣泛應(yīng)用。常用的Y系列電機中，單層疊式繞組用于q=2的4、6、8極電機；單層交叉式繞組用于q=3的2、4極電機；同心式繞組用于q=4的2極電機。這些繞組型式在日常的修理工作中都經(jīng)?？梢砸姷?。另外，單層繞組由于結(jié)構(gòu)的限定，其繞組端部較厚，不易整形，無法利用適當?shù)亩叹鄟砀纳评@組的電磁性能，這就是單層繞組的電機性能較差的原因。