電機(jī)定子線圈

1、異步電機(jī)第三篇 交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)（AC Rotary machines先要包括異步電機(jī)和同步電機(jī)兩大類；兩類電機(jī)在結(jié)構(gòu)上既具有共同之處，又各有其自身特點(diǎn)。.共同之處（M于典型的交流電機(jī)）在于定子鐵心和繞組，不同之處在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和繞組。 交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的共同問(wèn)題包括：（1）三相交流繞組的結(jié)構(gòu)；（2）三相交流繞組產(chǎn)生的電勢(shì)；（3）三相交流繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)。 本篇的教學(xué)內(nèi)容包括共同問(wèn)題和異步電機(jī)兩大塊。 本篇的教學(xué)順序是：第10章 異步電機(jī)結(jié)構(gòu)和交流繞組第11章 交流繞組的感應(yīng)電勢(shì)和磁勢(shì)第12章異步電機(jī)的分析方法第13章 異步電機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速第14章單相異步電動(dòng)機(jī)第10章 異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及交流繞組10-1異

2、步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和額定值一、異步電機(jī)（Asynchronous Machines的用途和類型用途：異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，應(yīng)用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)，廠礦企業(yè)，交通工具，娛樂(lè)，科研，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，日常生活都離不開(kāi)異步電動(dòng)機(jī)。類型：異步電機(jī)主要分為：鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)和各種控制用電動(dòng)機(jī)三大類。看錄像。二、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)（Structure）（1）定子 定子鐵心（1,2） 疊片結(jié)構(gòu)，定子沖片（圓形沖片，扇形沖片），徑向通風(fēng)溝（風(fēng)道），槽，槽型。 定子繞組：成型線圈（2）,散嵌線圈，單層，雙層，繞組聯(lián)結(jié)方法。 其他部件：機(jī)座，端蓋，風(fēng)罩，銘牌等。問(wèn)題：定、轉(zhuǎn)子鐵心為什么必須用硅鋼片疊壓而成？（2

3、）轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子鐵心（1 , 2）:轉(zhuǎn)子沖片。 轉(zhuǎn)子繞組：1. 鼠籠式（squirrel cage符組，鑄鋁轉(zhuǎn)子2. 繞線式繞組 其他部件：軸，風(fēng)扇等氣隙 定轉(zhuǎn)子之間的間隙，很小，0.2-1mm對(duì)電機(jī)的性能影響很大。 按結(jié)構(gòu)分類：鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固，成本低，運(yùn)行性能不如繞線式。繞線式異步電動(dòng)機(jī)：通過(guò)外串電阻改善電機(jī)的起動(dòng)，調(diào)速等性能。三、異步電機(jī)的銘牌（Name plate吸額定值（Rating） 銘牌：型號(hào)、額定值、繞組聯(lián)結(jié)方式及生產(chǎn)廠家等。 型號(hào)舉例：Y132S-4,Y-異步電動(dòng)機(jī)；132-書(shū)I座中心高度為132mm；S-短鐵心;4-極數(shù)。 額定值:正常運(yùn)行時(shí)的主要數(shù)據(jù)指標(biāo)。 繞

4、組聯(lián)結(jié)方式：接法或者Y接法。主要額定值如下(三相時(shí))：額定電壓：Un(V),額定運(yùn)行時(shí)，規(guī)定加在定子繞組上的線電壓；額定電流：In(A),額定運(yùn)行時(shí)，規(guī)定加在定子繞組上的線電流；額定功率：Pn(W; kW),額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率；額定轉(zhuǎn)速：小(r/min),額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；額定頻率：fz(Hz),規(guī)定的電源頻率(我國(guó)用工 頻50Hz);額定效率小，額定功率因數(shù)：cos曲等。 額定電壓、額定電流、額定功率的關(guān)系 無(wú)論接法或是Y接法，下式均成立：Pn = 3 UnpInp cos <N IN = Pin = sqrt(3)UN In cos 示力(W)10-2 交流繞組

5、 有關(guān)交流繞組的幾個(gè)概念 交流繞組排列及連線的規(guī)律 單層繞組、雙層繞組一.有關(guān)交流繞組的常用名詞 線圈：是構(gòu)成繞組的元件。繞組就是將線圈按一定規(guī)律進(jìn)行排列和聯(lián)結(jié)。線圈可以區(qū)分為多匝線圈和單匝線圈。與線圈相關(guān)的概念 包括有效邊、端部、線圈節(jié)距等(看圖) 極距：沿定子鐵心內(nèi)圓每個(gè)磁極所占的范圍 用槽數(shù)表示：T= Z(2p)(槽)用長(zhǎng)度表示：t = ( xD) / (2滑圖) 電角度 轉(zhuǎn)子鐵心的橫截面是一個(gè)圓，其幾何角度為360度。 從電磁角度看，一對(duì)N,S極構(gòu)成一個(gè)磁場(chǎng)周期，即一對(duì)極為360電角度 電機(jī)的極對(duì)數(shù)為p時(shí)，氣隙圓周的角度數(shù)為 (p*360)電角度。(看圖)節(jié)距 線圈兩個(gè)有效邊之間所跨過(guò)

6、的槽數(shù)稱為線圈的節(jié)距，用 y表示。（看圖） y<t纏距線圈；y =t一整距線圈； y > 大距線圈（一般不用）。 單層繞組和雙層繞組 單層繞組一個(gè)槽中只放一個(gè)元件邊（看圖） 雙層繞組一個(gè)槽中放兩個(gè)元件邊。（看圖） 槽距角a相數(shù)m每極每相槽數(shù)q,線圈組: a= （p*360 / Z）（電角度）（看圖）；mm =為相數(shù)； q = Zi / （2pm）（槽）（看圖）； 線圈組：q個(gè)線圈就組成了一個(gè)線圈組。二.交流繞組的構(gòu)成原則和電勢(shì)星形圖 均勻原則：每個(gè)極域內(nèi)的槽數(shù)（線圈數(shù)）要相等，各相繞組在每個(gè)極域內(nèi)所占的槽數(shù)應(yīng)相等 每極槽數(shù)用極距 藁示：t= / 2p 每極每相槽數(shù)q=z/（2pm）

7、（舉例） 繞組對(duì)稱原則：三相繞組在電機(jī)的圓周空間互相錯(cuò)開(kāi)120電角度，三相繞組中各相的匝數(shù)、線徑和繞組形式均相同。 如槽距角為a p 360o/zi 電勢(shì)相加原則：線圈兩個(gè)圈邊的感應(yīng)電勢(shì)應(yīng)該相加；線圈與線圈之間的連接也應(yīng)符合這一原則。 如線圈的一個(gè)邊在N極下，另一個(gè)應(yīng)在S極下。（舉例） 電勢(shì)星形圖：各槽導(dǎo)體電勢(shì)相量就構(gòu)成了一個(gè)輻射狀的星形圖。 電勢(shì)星形圖用來(lái)尋找各槽導(dǎo)體屬于哪一相，它是分析繞組展開(kāi)圖的有效工具。上例的電勢(shì)星形圖見(jiàn)輔導(dǎo)書(shū)電機(jī)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)及典型題解析p85圖3.3三.單層繞組 構(gòu)造方法和步驟（舉例：Zi=24,2p=4,整距,m=3） 畫(huà)出電勢(shì)星形圖： 根據(jù)電勢(shì)星形圖分極分相：（看圖

8、1000-1）將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向。 將每個(gè)極域的槽數(shù)按3相均勻分開(kāi)。3相在空間錯(cuò)開(kāi)120電角度。 連線圈和線圈組：（看圖1000-2）將1對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈。（共有q個(gè)線圈，為什么？） 將1對(duì)極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成1個(gè) 線圈組（共有多少個(gè)線圈組？）以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則 連相繞組：（看圖1000-3）將屬于同一相的p個(gè)線圈組連成1相繞組，并標(biāo)記首尾端。串聯(lián)與并聯(lián)，電勢(shì)相加原則。按照同樣的方法構(gòu)造其他2相。 連三相繞組 將3個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組。 章法或者Y接法。 單層繞組分類 等元件式整距

9、疊繞組 同心式繞組 交叉鏈?zhǔn)嚼@組單層繞組主要用于小型異步電動(dòng)機(jī)。線圈組I線圈組n24線圖組I線置組口支路數(shù)值線圈組I線圈組u支路數(shù)4 = 2四雙層繞組（包含有雙層疊繞組和波繞組） 構(gòu)造方法和步驟 舉例：Z1=24槽，2P=4極，一般用短距，m=3相 根據(jù)電勢(shì)星形圖分極分相：（看圖1001-1）注：在雙層繞組中電勢(shì)星形圖中的編號(hào)只代表上層邊的元件號(hào)！本例的電勢(shì)星形圖仍見(jiàn)輔導(dǎo)書(shū)電機(jī)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)及典型題解析p85圖3.3將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開(kāi)（N,S極相鄰分布）并標(biāo)記假設(shè)的感應(yīng)電勢(shì)方向；將每個(gè)極域的槽數(shù)按三相均勻分開(kāi)。三相在空間錯(cuò)開(kāi)120電角度。 線圈組之間的連線（看圖1001-2） 根據(jù)給定的

10、線圈節(jié)距連線圈（上層邊與下層邊合一個(gè)線圈） 以上層邊所在槽號(hào)標(biāo)記線圈編號(hào)。 將同一極域內(nèi)屬于同一相的某兩個(gè)圈邊連成一個(gè)線圈，而qq個(gè)線圈就構(gòu)成一個(gè)線圈組。 將同一極域內(nèi)屬于同一相的q個(gè)線圈連成一個(gè)線圈組（共有多少個(gè)線圈組？） 以上連接應(yīng)符合電勢(shì)相加原則 連接每相繞組：（看圖1001-3）將屬于同一相的2P個(gè)線圈組連成一相繞組，并標(biāo)記首尾端。串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，要符合電勢(shì)相加原則按照同樣的方法連接其他兩相。連三相繞組將三個(gè)構(gòu)造好的單相繞組連成完整的三相繞組 接法或者丫接法.10kW以上的電機(jī)一般采用雙層繞組線圈組I線圈組n線圈組in線圈組rv支路數(shù)a= 1五.繞組小結(jié)1. 線圈組數(shù)Q的計(jì)算：對(duì)于單層繞組 Q=p；而對(duì)于雙層繞組Q=2p。因?yàn)镼值決定了最大并聯(lián)支路數(shù)a是多少。2. 線圈組與線圈組之間可以串聯(lián)也可以并聯(lián)。例如：某4極24槽交流電機(jī)為三相單層同心式繞組則：在串聯(lián)時(shí)支路數(shù) a=1;在并聯(lián)時(shí) a=2