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电动机绕组基本知识的分享

更新时间:2023-09-07 点击量:350
一、电动机绕组的分类


1、根据所起的作用不同,电动机绕组主要分为两大类:产生气隙主磁通的主极励磁绕组和与主磁通相对运动感生电动势的电枢绕组。
2、中小型三相异步电动机定子绕组按相数的不同,可分为单相、两相和三相绕组;按槽中绕组数量的不同,分成单层绕组、双层绕组、单双层混合绕组和正弦绕组4类;按绕组端接方式不同,单层绕组有同心式、链式、交叉式绕组;双层绕组有叠绕组和波绕组;按每极每相所占的槽数是整数还是分数分类,有整数槽绕组和分数槽绕组。
3、直流电动机除电枢绕组和励磁绕组外,为了改善换向,大都装有换向极绕组和补偿绕组。电枢绕组按照绕组元件与换向片之间的连接规律不同分为叠绕组、波绕组和蛙绕组。
4、同步电动机为了防止振荡和改善某些性能,或因启动的需要,一般装有阻尼绕组或启动绕组。
二、单相异步电动机绕组的分布
1、单相异步电动机主、副绕组的轴线在空间相隔90°电角度。
2、单相异步电动机副绕组的导线截面积通常为主绕组的1/2~1/3。
3、单相异步电动机副绕组的匝数一般为主绕组匝数的1/2~2/3。
4、在电容启动单相异步电动机中,启动绕组占总槽数的1/3,主绕组占总槽数的2/3。
5、在电容启动及运行单相异步电动机中,主、副绕组各占总槽数的1/2。
三、电动机绕组的接线方法
1、电动机定子绕组并联时要求各相绕组的导体数、并联支路数应相等。每条支路的匝数和线径均应相同,各相线圈在空间的分布规律一样,即要求其阻抗相同。
2、把同相的各极相组连接成相绕组时,其短连接是每一并联支路的所有线圈集中在定子圆周的1/2。
四、电动机绕组的主要性能
1、一般三相单速电动机为60°相带。并联时要求每条支路的匝数和线规均应相同,即要求其阻抗相同,否则易造成环流和发热。
2、三相电动机绕组为达到对称平衡,在空间位置上要相差一样的角度,使三相电动势相位互差120°电角度。
3、三相绕组一般采用60°相带,即三相有效边在一对磁场下均匀地分为6个相带。同一个极相组中所有的绕组元件电流方向相同。
4、电动机各相绕组在每个磁极下应均匀分布,先将定子槽按极数均分,再把每极下槽数分为 3个相带,每个相带占60°电角度。
五、常见电动机绕组的特点
1、同心式绕组
1)三相同心式单层绕组是由尺寸不同、节距不等的线圈连接成同心形状的线圈组,常用于中心高160mm以下、2极的Y系列电动机定子绕组。
2)同心式绕组的节距仍为整节距。同心式线圈连接时,极相组内所有线圈均按前一个线圈的尾与下一个线圈的头依次相接。
3)同心式分布绕组能自行消除三次谐波。
2、链式绕组
1)链式绕组常用于每极每相槽数等于偶数的小型三相电动机中。
2)单层链式绕组线圈节距相等,且小于极距。
3)链式绕组的节距虽短,但不是实际的短节距绕组,因其跨距仍在两个磁极下,即一个线圈的两个有效边电势差180°的电角度。
3、交叉式绕组
1)交叉式绕组主要用在每极每相槽数为奇数的电动机中。
2)交叉式绕组的连接规律:线圈组内各线圈按前一个线圈的尾与下一个线圈的头相接,成为一个线圈组。线圈组间的连接方式是尾接尾,头接头。
3)交叉链式绕组和交叉同心式绕组的两组线圈节距不等,且一组为偶数、一组为奇数。
4)交叉链式绕组和交叉同心式绕组常用于中心高160mm以下,q=3、5、7等的2、4、6、8极的Y系列电动机定子绕组。
4、单层绕组
1)一个铁芯槽中只安放一个有效边的绕组称为单层绕组。单层绕组的电动机多做成整节距,且其节距不能自行改变。
2)单层绕组的线圈元件数等于电动机总槽数的1/2,所以总槽数必须为偶数。
3)10kW以下的小容量异步电动机通常用等元件或交叉式的单层绕组。
4)三相单层绕组不可制成短节距绕组。
5、双层绕组
1)双层绕组的元件数等于电动机定子的槽数,每个槽内沿槽深方向嵌有2个有效边。
2)双层绕组的优点是所有线圈的尺寸、形状相同,便于生产;端部排列整齐;能灵活地根据需要选择合理的节距来改善电磁绕组的特点性能。
3)双层绕组根据每极每相槽数的不同可划分为整数槽绕组、对称分数槽绕组和非对称分数槽绕组。
4)双层绕组的优点是磁动势波形好、谐波小、损耗小、运行性能好、启动性能好。
6、双层叠绕组
1)双层叠绕组的线圈组内各元件间按第一个元件的尾端接下一个元件的首端依次相连。
2)双层叠绕组每相绕组的线圈组数等于磁级个数,每个槽内有两个线圈边,线圈数等于槽数,在每极每相槽数q[q=Z/2pm(Z为定子总槽数,2p为磁极个数, m为相数)]为整数的情况下,每相有2p个线圈组(故共有2pm个线圈组),每个线圈组由q个线圈串联而成。
3)双层叠绕组的整数槽绕组里,每一极相组含有的线圈也必定是整数。双层叠绕组最大并联支路数等于磁极数,即amax=2p。
4)全节距双层叠绕组、短节距双层叠绕组属于整数槽绕组。
5)线圈组间由于相邻同相的极相组所对磁极性相反,电势也相反,所以串联时,按尾接尾、头接头的反串原则相接。并联时应考虑采用长连接还是短连接,把所有线圈组并起来,最大支路数等于磁极数。
7、单叠绕组
1)单叠绕组的基本特点是元件的首端和尾端接到相邻的两片换向片上。
2)单叠绕组第一节距或称后节距,是一只元件两有效边间的距离,以单元槽数表示。
3)单叠绕组合成节距是两只相连接元件对应边间的距离,以槽数来表示。
8、双层波绕组
1)整数槽波绕组的合成节距Y=Z/p=2mq。这样绕组前进p对极,串p个线圈,沿定子绕行一周后便回到原出发的槽号而闭合。双层波绕组任意两个串联线圈对应边之间的距离为绕组的合成节距。
2)双层波绕组并联支路数最多为 2,常用于大中型绕线式异步电动机的转子绕组。双层波绕组可减少线圈组之间的连接线,也常用于多数凸极同步电机。
3)波绕组的连接规律:绕组沿电枢表面绕行q周,把属于同一相的所有上层边在 N极下的线圈依次串联而构成绕组的一半;再沿电枢表面绕行q周,把属于同一相的所有上层边在S极下的线圈依次串联而构成绕组的另一半;这两部分线圈再根据需要串联或并联。同理连接另两相绕组即可。
4)波绕组的优点:线圈间连线少;对磁极数多、支路导线截面积大的交流电动机,节约导线更为明显。
9、单波绕组
1)单波绕组所有N极下元件串联成一条支路,所有S极下元件串联成另一条支路。
2)单波绕组互相连接的两个元件相隔较远,两只相连接的元件相距约为二倍极距。单波绕组的基本特点是元件两端接到相隔较远的两片换向片上。
3)单波绕组当顺着并联的元件绕电枢一周后,能回到与起始元件相邻的元件边上。
4)单波绕组的并联支路对数与极数无关,总是等于1。
10、正弦绕组
1)正弦绕组可提高绕组系数,降低损耗,提高电动机效率2%~4%,还可有效地消除或削弱高次谐波。
2)正弦绕组把60°相带的一套绕组变成一半相带的两套绕组。
3)正弦绕组中星形部分绕组中的电流比三角形部分绕组中的电流滞后30°电角度,所以定子槽中总电流在任一瞬间沿圆周分布更接近正弦形。
4)正弦绕组有3种排列方式:单双层混合排列、轮换排列、不轮换排列。
11、混合绕组
1)Δ-Y混合绕组能有效地消除或削弱高次谐波,改善了电势磁势波形,从而改善了电动机性能。
2)△-Y混合绕组中Y接部分绕组中的电流比△接部分绕组中电流滞后30°电角度,所以定子槽中总电流的波形在任一瞬间沿圆周分布更接近正弦形。
3)△-Y 混合绕组是将普通60°相带的一套绕组变成一半相带的两套线组。
12、分数槽绕组
1)分数槽绕组每相占有的槽数是分数。三相对称分数槽绕组在每极每相上槽数不等,但每相的总槽数是相等的。三相非对称分数槽绕组使用时不适用于三角形接法,只适用于星形接法。
2)不对称分数槽绕组可以采用空槽和分配法处理,尽量做到近似对称以减小磁场不平衡。
3)分数槽绕组分配时,不论是线圈多的极相组还是线圈少的极相组,都应布置在对称位置,只有这样动平衡才能把电动机的磁场振动减小到低限度。
13、电枢绕组
1)电枢绕组是直流电动机进行能量转换的部件,两端分别接到两片换向片上。
2)在直流电动机中,电枢绕组数、元件数、换向器上的换向片数和电枢单元槽数相等。
3)采用单波绕组的电枢电流等于2倍的支路电流。



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