交流異步電動機三相異步電動機的定子繞組（上）

2023/5/171§4-2三相異步電動機的定子繞組一、交流繞組的基本知識1、異步電機對三相交流繞組的基本要求（1）每相繞組的阻抗要求相等，即每相繞組的匝數(shù)、形狀都是相同的。（2）在一定的導體數(shù)下，有合理的最大繞組合成電動勢和磁動勢。（3）各相的相電動勢和相磁動勢波形力求接近正弦波，即要求盡量減少它們的高次諧波分量。（4）對基波而言，三相電動勢和磁動勢必須對稱。（5）繞組用銅量少，性能可靠，制造和檢修要方便。2023/5/1723、三相交流繞組的基本概念按槽內線圈邊的層數(shù)，分為單層和雙層繞組。單層繞組又可分為等元件、鏈式、交叉式和同心式繞組；雙層繞組則分為雙層疊繞組和波繞組。單層繞組與雙層繞組比較，電氣性能稍差，但槽利用率高，制造工時少，因此,小容量的電動機中（PN

≤10kW），一般都采用單層繞組。2、三相交流繞組的分類（1）線圈組成交流繞組的單元是線圈。它有兩個引出線，一個首端，一個末端，線圈在鐵心槽內的直線部分稱為有效邊，槽外部分稱為端部。2023/5/173（2）極距τ

兩個相鄰磁極軸線之間沿定子鐵心內表面的距離。若定子的槽數(shù)為Q，定子鐵心內徑為D，磁極對數(shù)為p，則極距：（3）節(jié)距y1一個線圈的兩個有效邊之間所跨的距離稱為線圈的節(jié)距，一般節(jié)距y1用槽數(shù)表示。當y1=

時，稱為整距繞組；當y1＜

時，稱為短距繞組；當y1＞

時，稱為長距繞組；長距繞組端部較長，費銅料，故較少采用。2023/5/174（4）機械角度Ω和電角度ω電機圓周在幾何上分成360°，這個角度稱為機械角度。從電磁觀點來看，若磁場在空間按正弦波分布，則經(jīng)過N、S一對磁極恰好相當于正弦曲線的一個周期。如有導體去切割這種磁場，經(jīng)過N、S一對磁極，導體中所感應產(chǎn)生的正弦電動勢的變化也為一個周期，變化一個周期即經(jīng)過360°電角度，因而一對磁極占有的空間是360°電角度。若電機有p對磁極，電機圓周期按電角度計算就為p×360°，而機械角度總是360°，因此電角度=p×機械角度。2023/5/175相鄰兩個槽之間的電角度：

每個極面下的導體平均分給各相，則每一相繞組在每個極面下所占的范圍，用電角度表示稱為相帶。

每一個極面下每相所占的槽數(shù)為:（5）槽距角α（6）每極每相槽數(shù)q（7）相帶2023/5/176二、交流繞組的排列和連接對稱三相繞組由三個在空間互差120o電角度的三個獨立繞組所組成，所以只要以給定的槽數(shù)和極數(shù)為依據(jù)，按照所建立旋轉磁動勢及磁場要求，確定一相繞組的線圈在定子槽內的排列以及線圈間的聯(lián)接，其余兩相繞組由空間互差120度電角度的原則，去進行相似的排列和聯(lián)接，就可以構成整個三相對稱繞組。為說明問題，給定電機的極數(shù)2p=4，槽數(shù)Q=24一般三相繞組的排列和聯(lián)接的方法：（1）計算繞組數(shù)據(jù)，τ、q、α

；（2）確定線圈中的電流方向；（3）劃分相帶；（4）組成線圈組；（5）按極性對電流方向的要求分別構成一相繞組2023/5/1771、計算繞組數(shù)據(jù)計算極距：計算每極每相槽數(shù)q：計算槽距角：2、磁極數(shù)與電流方向（1）二極電機二個極距二個線圈邊通入相反方向電流二個磁極2023/5/178（2）四極電機四個極距四個線圈邊，相鄰的線圈邊通入相反方向電流四個磁極結論：在相鄰一個極距的線圈邊通以相反方向的電流，會建立符合磁極數(shù)目的磁場而相鄰一個極距的線圈邊屬于一相繞組。2023/5/1793、劃分相帶按對稱的要求，每一相繞組在定子內圓上應占有相等的槽數(shù)Q/m（必須為整數(shù)）。一般屬于每相的槽不集中在一起，而是將它們按極距對稱而均勻地分組。每個極距內有一個組，每個組內含有的槽數(shù)即為每極每相槽數(shù)q=Q/2mp。本例中q=24/（2*3*2）=2。這種每個極距內屬于同相的槽所占有的區(qū)域稱為“相帶”。一個極距為180o電角度，三相繞組每個極距內有三個相帶，則每個相帶占60o電角度，這樣排列的對稱三相繞組為60o相帶繞組。組AZBXCYⅠ123456789101112Ⅱ1314151617181920212223242023/5/17104、畫定子槽展開圖（1）將槽