中级电工工艺学教案第四章交流电机的修理

1、第四章 交流电机的修理、交流电机的地位：在实际应用中，交流电机约占全部使用电机的以上，因此，掌握交流电机的修理工艺及试验方法，对于维修电工来说，有着十分重要的意义。 。、交流电机分类：交流电机有同步电机和异步电机两大类。它们的定子结构完全相同，但转子区别很大。第一节 交流电机的绕组及其展开图一、概述、三相交流电机的绕组指哪些绕组：三相同步电机定子绕组及三相异步电机的定子绕组和三相异步电机的转子绕组都称为三相交流电机的绕组。、电枢绕组指哪些绕组：由于三相电机的定子绕组或直流电机的转子绕组为是能量转换的“枢钮”，所以又称为电枢绕组。（一）三相交流电机绕组构成的原则 交流电机绕组的构成原则有以下三点

2、。、三相交流电机的绕组必须是对称分布的。对称的三相绕组应符合以下的条件 各相绕组的导体数、并联支路数相等，导体的规格一样。 每相绕组在定子内圆周上均匀地分布，三相绕组在空间位置上各相差一个相同的角度。、绕组所建立的磁场在气隙中的分布接近正弦以使电机具有良好的性能、要有一定的经济指标，即在相同的功率情况下体积小，材料省、紧固耐用。（二）交流电机绕组的分类 交流电机绕组的种类很多、按相数分：有单相和三相绕组；、按槽内层数分： 单层绕组：同心式、交叉式和链式； 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：又有整数槽和分数槽两种本节仅以三相单层和双层绕组为例说明绕组的排列和连接

3、。图一线圈单元的组成)单匝线圈单元)多匝线圈单元 )多匝单元简化表示（三）绕组的几个基本术语、线圈单元：线圈单元是组成绕组的基本元件，又称绕组元件。线圈单元可以由一匝或互相绝缘的多匝导体组成，如图所示。有效部分：线圈单元有两个线圈边，每个线圈边嵌放在槽内直线部分的叫有效部分；端部：槽外部分叫端部。首端和末端：线圈单元有两个引出线，一个叫首端，另一个叫末端。、极对数 电机的主磁场沿气隙按、交替分布，一对磁极形成一个周期。如果沿气隙有户个周期，则极对数为声。图是极对数的电机的磁场分布情况。、电角度：一个圆周所对应的机械角度为°，但从磁场看，一对磁极就对应一个交变周期。把一个交变周期定义为

4、°电角度，电角度及机械角度之间的关系为：电角度×机械角度、极距：极距是指沿定子铁心内圆，每个磁极所占的范围，一般用槽数表示为： 定子铁芯总槽数 定子孙铁芯内圆直径（）、节距 一个线圈两个有效边之间所跨过的槽数称为线圈的节距，简称节距，又叫跨距，用表示。线圈节距一般总是接近或等于电机的极距。整距线圈：的线圈称为为整距线圈。短距线圈：对于<的线圈称为短距线圈；长距线圈：>的线圈称为长距线圈。短距比：节距及极距的比值称为短距比，用表示。采用短距绕组的好处：，可减少高次谐波对电机的影响，从而改善了电机的性能，节约了端部的铜线。在可能情况下，取、每极每相槽数 每相绕组在每

5、个磁极下所占有的槽数称为每极每相槽数，用我表示式中 定子绕组的相数。个槽所占的区域称为相带，用电角度表示。、极相组(线圈组) 将一个磁极下属于同一相的个线圈按一定方式串联成组，称为线圈的极相组或线圈组。图交流电机绕组展开图)绕组端面图)绕组展开图、单层绕组及双层绕组：槽内沿槽深方向只放置一个线圈边的绕组称为单层绕组；沿槽深方向放置两个线圈边的绕组称为双层绕组。、绕组展开图 电机的绕组分布在铁心圆柱面上形成圆筒形。图3a所示为四极电机的一相绕组的端面图。但要明了这根导体的具体连接方法，一般采用绕组的展开图。设想把定子铁心沿轴向切开展平，把圆筒形的定子绕组展开成平面图，这个平面图叫做绕组展开图；如

6、图所示。二、三相单层绕组（一）三相单层绕组的分布、排列及连接原则、各相绕组在每个极下应均匀分布。为此先将定子槽数按极数均分。每一等分代表°电角度。再把每极下槽数均分成三个相带，每个相带占°电角度。图三相电机相带的划分和排列、三相相带的分布规律为：相带滞后相带°电角度；相带又滞后相带°电角度。图是一台定子槽数、极对数的三相电机相带的划分和排列情况。、同一相绕组的各个有效边电流方向:在同极性下的电流方向相同；在异极性下的电流方向相反。图中相绕组的有效边、在相同极性下，设电流方向向上，而、在另一极性下，电流方向应向下。不同极性下的相带用(、)及(、)分别标注。

7、、同相线圈有效边之间的连接规则是：应使有效边的电流在连接支路中的方向相同。、六个出线端的规定：三相绕组最后剩下六个出线端，三个为首端、，另三个为末端、。首端、的位置互差°电角度，末端、也互差°电角度。（二）几种三相单层绕组 应用上述绕组分布排列及连接原则可绘制出以下几种三相单层绕组。、单层同心式绕组 方法： 现以图所示的三相电机为例，说明绕组展开图的画法。根据上述原则先连接相如图5a所示。再按同样的方法分别连接相和相。图是、三相画在一起的单层同心式绕组展开图。由于这种绕组的大小线圈的中心线重合，因此称为同心式绕组。图三相同心式绕组展开图)三相同心式绕组三相展开图图三相同心式

8、绕组展开图 )三相同心式绕组一相展开图图三相交叉同心式绕组一相展开图 交叉同心式绕组 对于每极每相槽数的电机，可把个线圈分成两半，成为左右两个同心式线圈组。这样的同心式绕组称为交叉同心式绕组。图是、和并联支路数的三相交叉同心式绕组中一相的展开图。、链式绕组 仍以、和 的电机为例，如果将线圈边的连接次序改变为图所示，则绕组是由相同节距的线圈组成，线圈是一个环，形如长链，故称为链式绕组。图是三相链式绕组中一相的展开图。、交叉链式绕组 交叉链式绕组是采用不等距线圈组成，它主要用于每极每相槽数(或其他奇数)、或的小型异步电动机中。 图是定子槽、极数、的三相交叉链式绕组中一相的展开图。在每对极下，有一个

9、由两个节距为的大线圈组成的线圈组和一个节距为的小线圈。两对极共有四组线圈反连。图三相交叉链式绕组一相展开图图三相链式绕组一相展开图三、三相双层绕组 双层绕组是在每一个槽中放置两个线圈边，一个边在上层，一个边在下层，如图所示。图双层叠绕组示意图、双层绕组的主要优点是： 可以选择最有利的节距，这样可使异步电动机的磁场波形更加接近正弦，从而改善了电机的性能；所有线圈具有相同的形状、相同的尺寸，便于生产； 可以组成较多的支路； 电机端部整齐。、功率在以上的三相异步电动机的定子绕组均采用双层叠绕组。（一）整距双层叠绕组 图为、的三相整距双层绕组中相的展开图。该绕组，每极槽数为。各相带的分布规律及前面所说

10、的单层绕组相同，所不同的是每槽有上下两层导体。上层导体的编号以、表示；下层导体编号以1、2"表不。图三相整距双层叠绕组中相绕相展开图因为是整距绕组，所以。线圈是由导体及'组成，线圈是由导体及1l组成，其余类推。为清楚起见，图上以实线表示上层导体，虚线表示下层导体。现按以下次序：10、11及12三只线圈连成第一个线圈组，按同样方法连成第二、三、四个线圈组。这四个线圈组成了相，如图所示。图一三相短距双层叠绕组一相展开图由于每相四个线圈组的电动势方向为正向和反向相间隔开，串联时要采用反串联(也可以采用四个线圈组并联连接)组成相绕组。因此四极电机的双层绕组最大支路数为。对于对极的电机

11、最大支路数为。（二）短距双层叠绕组 如果将上例中线圈节距缩短两个槽距，即，把导体8、97等分别连成线圈。及上例比较，上层导体位置未变，只是下层导体都向左参动了两个槽距，如图所示。同样，如果选用不同的书距，下层的导体将移过不同的槽距。（三）三相双层波绕组 图三相波绕组一相展开图、叠绕组的缺点：从图可以看出，叠绕组间连线较长。在极数较多时，连接线非常多。对于绕线转子异步电动机的转子绕组，如果连接线过多，就不易绑扎固定，同时转子也不易平衡。为了避免这个缺点，绕线转子往往采用波绕组。 波绕组的相带划分及槽分配和叠绕组完全相同，连接规则和直流电机的波绕组相似，即把所有同一极性下(例如、)属于同一相的线圈

12、按一定次序串联起来，组成一组，再把所有另一极性下(如、)属于同一相的线圈也按一定的次序串联起来，组成另一组；最后把这两组线圈根据需要接成串联或并联，这样构成了一相绕组。例如把上面所分析的四极槽的定子绕组绕成波绕组，其展开图如图所示。四、线圈圆形接线参考图、三相绕组展开图优缺点：能清楚表示出绕组的节距、线圈组数及连接方法。但由于线圈边的重叠，画起来比较复杂、圆形接线参考图优点：因此在工厂实际生产或修理时，为了能清楚地看出各线圈组之间连接方式，常采用圆形接线参考图。、画法：画接线参考图时不管每极每相有几个槽，或一个极相组有几个线圈，每个极相组用一个带箭头的圆弧短线表示，箭头表示电流的方向。现以槽三

13、相四极的电机绕组为例，说明圆形接线参考图的画法和含义。 )定子圆周按极数分成段圆弧。每段圆弧再按相数分成三小段。三相四极电机的圆弧段数为×，如图所示。 )极相组的排列顺序及绕组展开图一致。依次给每个极相组(对应于一段圆弧)编号，极相组由三个线圈组成，由三个线圈组成，其余类推。个线圈共组成个极相组。根据°相带分配原则，、四组属相；、四组属相；、四组属相。 )三相绕组首端相隔°电角度。如果极相组的始端作为相的首端，则极相组的始端为相的首端；极相组的始端为相的首端。 )从图可以看出，各段圆弧箭头相反，按此顺序连接各极相组。图13a、分别表示三相四极电机连成一路()、两路

14、()和四路(口)时的圆形接线参考图。第二节异步电动机的修理和试验一、单速电机定子绕组的局部修理（一）定子绕组绝缘不良（受潮）的处理 、造成绕组绝缘不良的原因：电机长期停用或存放、安装保养不当、周围的潮湿空气、灰尘油污、盐雾、化学腐蚀性气体等侵入，都可能使绕组绝缘电阻下降。、方法：测量电机的对地绝缘电阻和相间绝缘电阻时，可把形或形的联结片拆去，用兆欧表量棒分别接触出线头和机座以及两个不同相的出线头来进行测量。、受潮标准：如果测量出对地或相间绝缘电阻小于，则说明电机绕组已受潮。、处理方法：需要烘干处理后才能使用。这时不宜用通电烘干法，宜用灯泡、电炉、烘箱等加热烘干。有些电机的绕组原来绝缘就没有处理

15、好，或电机绝缘老化，经常因停用几天即发生绝缘电阻下降现象，可以烘干后再浸漆处理一次。（二）定子绕组绝缘不良（接地）故障的检修 、接地原因：还可能因绝缘损坏使绕组接地。、绝缘损坏原因：因电机长期过载运行，使温升超过规定值，导致绝缘老化发脆；或因导线松动、硅钢片未压紧有毛刺等原因，在振动情况下擦伤绝缘；或因定子和转子相擦，使铁心过热、烧伤槽楔和槽绝缘；或因电机绕组制造不良等都能造成电机绕组的接地故障。、检查定子绕组接地故障的主要方法为： )用兆欧表测量对地绝缘电阻，当转动摇柄时，指针指到零，表示绕组对地短路。有时指针摇摆不定，则说明绝缘已破损，不过尚有一个不稳定的电阻存在。 )有条件的可用高压试验

16、变压器来检查，将电压升高到时，跳火花处便是接地点。 )用以上方法不能发现接地点时，则接地点可能在槽内，这时可先拆开形或形的联结片，确定某一相接地后，再把该相的极相组间的连线剪开，用分组淘汰法逐级找出接地点。、处理方法：排除接地故障时，应仔细观察绕组损伤情况，除绝缘已老化外，都可以局部修补。如果接地点在槽口处或槽底线圈出口处，而且只有少数几根导线绝缘损伤，则可将绕组加热，待绝缘物软化后，用划线板撬开接地点的槽绝缘，垫入适当的绝缘物，或将导线局部包扎后，涂上自干绝缘漆即可。如果接地点在槽内，一般应更换绕组。(三)定子绕组短路故障的检查和修理 定子绕组短路主要是相间短路和匝间短路。、相间短路引起相间

17、短路的原因：可能是绕组连接线或出线套管绝缘被击穿而损坏；也可能是槽内相间绝缘被击穿或者没有垫好。检查方法：相间短路可以用万用表、兆欧表逐级检查找出短路点。 、匝间短路：引起匝间短路的原因：导线本身绝缘的损坏，导致相邻导线的接触而发生匝间短路故障。匝间短路后果：此时短路匝内产生很大的环流，使绕组迅速发热、冒烟、发出焦臭味。短路匝数较多时甚至熔断保险丝。找出短路点方法 )外表检查法：如果是小型电机，将电机空转一分钟左右，然后停车，迅速打开端盖，取出转子，用手摸绕组端部，如果有一个或一组线圈比其他的热，即表示这线圈有匝间短路故障存在。如果空载过程中有焦臭味或冒烟现象，应立即切断电源。图短路侦察器检查

18、匝间短路 )用电流表检查)用软铁片检查 )开口变压器检查法：为了不使短路的线圈受到大电流烧伤，最好用开口变压器(又名短路侦察器)来检查。其方法如图所示。将侦察器放在定子铁心中所要检查的线圈边的槽口上，把侦察器的线圈通入交流电，这时侦察器及定子铁心构成一个磁回路。侦察器的线圈相当于变压器一次绕组，被试线圈相当于二次绕组。若被检查的线圈有短路，则串在侦察器线圈回路里的电流表读数就大。也可用一根软铁片(或断锯条)放在被检查线圈的另一边槽口，如被检查线圈有短路故障，则这线圈内会有感应电流流过，使软铁片发生振动，发出吱吱声。将侦察器沿定子内圆逐槽移动测试，找出短路线圈位置。使用侦察器时要注意，对于多根并

19、绕或并联的绕组，必须把各支路拆开。、短路的修补 如果短路点在槽内，则将该槽绕组加热软化后翻出，换上新的槽绝缘，将导线的短路部位用绝缘材料包好，然后重新嵌入槽内，再按上述方法检查。如果短路的匝数很少，只占每相总串联匝数的以下时，为了应急，可将短路线圈一端切断，用跨接法将短路线圈两边完好的部分重新接通。如无法用上述方法处理时，应拆下重绕。 （四）定子绕组断路故障的检查和修理 、造成定子绕组断路的原因：电机绕组内部导线断开，或各种引接线没有焊牢，造成绕组断路故障。、断路后果：若一相绕组断开：便不能起动，如果正在运行时断开：电机可能继续运行，但电流增大，并发出很大的嗡嗡声。如果负载较大，几分钟内可将尚

20、未开路的其他部分烧坏。、检查方法：图检查断路故障的方法一相断路可用兆欧表、万用表检查。如图所示。拆开各种连接线再逐级检查，便可找出断路点。 以上的电机绕组一般是用两根以上的导线并绕或二路并联的。这种电机如果有较大的嗡嗡声、三相电流不平衡以及过热现象，则可能是一根导线或一路绕组断路。可采用以下两种方法检查。图用电流平衡法检查多路并联 星形联结绕组断路 电流平衡法 对于联结的电动机，可将三相绕组并联后，通入低电压大电流的交流电(一般可用交流弧焊机)。如果三相电流相差以上时。电流小的一相为断路相，如图所示。然后拆开断路相的并联支路逐相检查，找出断路的支路。 对于三角形联结的电机可改接成星形后，再按上

21、述方法检查。 电阻法用双臂电桥测量三相绕组的电阻，若三相电阻值相差以上时，电阻较大的一相绕组可能有断路故障（五）定子绕组接线错误及嵌反的检查 、定子绕组接线错误或嵌反的后果：绕组接线错误或嵌反后，通电时绕组中电流的方向变反，因此电动机就不能正常运行。由于电动机磁场不平衡，会引起振动。三相电流严重不平衡，会使温升增高，甚至烧坏电机。图用绕组串联法检查绕组的头尾 )判断同相)、)判断两相头尾 、绕组接错及嵌反一般有两种情况：一种是绕组外部头尾接反；另一种是绕组内部个别线圈或极相组接错或嵌反。、三相绕组头尾接反的两种检查方法干电池法：方法：用两节干电池和一只电珠串联，一头和电动机绕组的任意一个出线端

22、相连，另一头分别及其他两出线端相连，如灯亮，表示这两个出线端属同一相，见图17a。用同样方法分清其他两相的出线端。然后将任意两相绕组和电珠三者串联，将第三相的一个出线端接在电池的负极上，用另一个出线端去接触电池的正极，如果灯亮，表示及电珠相连两个出线端，一个是第一相的头，另一个是第二相的线尾，见图。如灯不亮，则表示它们是尾尾相连(或是头头相连)见图。再用同样方法判断第三相的头尾。 原理：上述方法称为绕组的串联法，它是利用电磁感应原理来判断的。当第三相绕组突然接通电源时，绕组内部会感应电动势，同时在另外两相绕组中也会感应电动势，当这两相绕组头尾相连时，接到电珠上的电压是这两相绕组中感应的电动势之

23、和，故灯亮。反之，这两相绕组头头相连(或尾尾相连)，则接到电珠上的电压是这两相绕组中感应电动势之差，正好抵消，故灯不亮。注意事项：由于感应电动势是电源接通的一瞬间产生的，因此观察时要特别注意。如灯泡的亮度不够而不易观察时，可用左右的耳机或扬声器的响声来代替灯光。万用表法：图用万用表检查绕组的头尾)指针不动，绕组头尾连接正确)指针摆动，绕组头尾连接不对方法：用万用表的毫安挡，按图一所示的接法进行检查。检查时盘动电动机的转子，如万用表指针不动，说明三相绕组头尾的连接是对的，因为转子铁心中的剩磁在定子三相绕组中感应电动势的相量和等于零，因此。如果万用表的指针摆动，则说明三相绕组中有一相头尾接反，因此

24、定子三相绕组中感应电动势的相量和不等于零。、绕组内部个别线圈或极相组接错或嵌反的检查方法 将低压直流电源(一般用蓄电池)通入某相绕组，用指南针沿着定子铁心内圆移动，逐槽检查，如指南针经过各极相组时，指针的方向交替变化，表示接线正确；如经过相邻的极相组时指南针方向不变，表示极相组接错；如果一个极相组中个别线圈嵌反，则在本极相组范围内，指南针的指向会是交替变化的。这时可把绕组故障部分的连接线或过桥线加以纠正。如指南针的指向不明显，则应提高电源的电压，再行检查。二、单速异步电机定子绕组的拆换电机定子绕组由于制造、使用等原因造成严重故障而无法修理时，必须将绕组全部拆换。（一）绕组的拆换步骤、记录铭牌和

25、原有数据 在拆下旧绕组时，必须记录以下项目，作为做绕线模，选用线规，绕制线圈和复算的依据。 ()铭牌数据 型号 功 率 转 速 绝缘等级电压电流接法()铁心和绕组的数据 总槽数绕组形式每槽线数 节距 线规(并绕股数直径) 并联路数 导线类别铁心长 铁心内径 铁心外径 槽形尺寸(图) ()绕组尺寸)在拆绕组前记下绕组端部伸出铁心的长度(见图)。 )根据绕组形式记下所需尺寸。图21a、和是四种常用的绕组形式。 )称出拆下旧绕组的全部重量。图槽形尺寸图绕组端部长度图电机绕组接成开口三角形 通电加热法拆除旧绕组方法： 通电加热法 有以下几种情况)如果是三角形联结的一般小型电机，可改成星形联结，间断通电

26、源加热。 )用三相调压器接入约的额定电压，间断通电加热。 )把电机接成开口三角形，间断通人单相交流电，如图所示 )如果电源容量不够，则可用单相的降压变压器，或者用电焊机，先对一组或一个线圈加热，一边加热，一边拆除，直到全部拆除为止。 通电加热法，最适用于大、中型电机，其温度容易控制，但必须要有足够容量的电源设备。如果绕组中有断路或短路线圈，则不能用此法，可用溶剂溶解法。 溶剂溶解法 在绝缘漆未老化的情况下，拆除以下的电机绕组时可用以下溶剂浸泡。其成分中质量分数分别是丙酮、酒精、苯。将这些溶剂按重量比例混合，把电机浸入溶液内，待绝缘软化后，即可取出拆除。 注意：使用溶剂时要防火和防止人体中毒。

27、溶剂溶解法费用太贵，除微型电机外不宜采用此法。 木柴火烧法 先将电机立放，在定子内孔加入木柴火烧，使绝缘物烧焦，但要注意火势不能太猛，时间不宜太长，应以烧焦绝缘物为止。一般经验是烧到本身原来的槽楔能自行燃烧时，即应少添柴火，再经即可熄火。 拆除绕组的步骤是在查清绕组的并联路数后，翻起一个跨距内的上层边，翻起高度以不妨碍下层边的拆出为止，然后逐个拆出线圈。 、绕组的简单的计算 可以保持原来的导线规格、匝数不变可以根据定子、转子铁心的主要尺寸对绕组进行简单的核算，如发现原数据不够正确，可作适当调整，核算的主要内容：是决定绕组的匝数和导线的截面积。匝数及电动机的额定电压有关，计算时主要取决定于气隙的

28、磁通密度导线截面积及电动机的功率有关，计算时取决于电流密度，既取得大，则铁耗增大，取得大，则铜耗增大。 ()绕组匝数的计算 每相绕组串联匝数的计算 定子频率()； 为定子铁心内圆直径；定子铁芯长度；磁极对数气隙的磁通密度； 定子电压；绕组系数；为和的乘积，为定子绕组分布系数，为定子绕组短矩系数，其数值见表和表。 压降系数。 压降系数可由图曲线查得， 修理时，只要测得定子铁心的内圆直径及长度，并选择适当的，就可算出每相绕组串联匝数。关于的选取：公式中的、都是固定值，可由图查出，的范围变化很小，故决定于；取得高一些，匝数就少一些，因而可节省导线。但取得过高，将使励磁电流和铁心损耗增大；若取得过低，

29、则匝数增多，导线用量增加，电阻增大，铜耗不但增大且嵌线困难，所以气隙磁通密度的选取非常重要。表列出数值，供核算时参考。 表气隙磁通密度() 电动机外壳防护型式 极 数 极 极 极以上 防滴式 封闭式 表中所列数据，仍有一定范围，究竟取什么样数值，要根据电动机的通风方式、功率大小以及铁心质量等因素来决定。如铁心质量不高，可取低一些；功率较大的，可取略高一些。总之，的选取因素较多，只能在实践中不断积累这方面经验。 每槽导体数的计算 支路数 磁极对数 每极每相槽数 定子铁芯总槽数 每槽导体数应取整数。 每槽线圈匝数计算：对于单层绕组，每槽线圈匝数，对于双层绕组，每槽线圈匝数，这时必须取偶数。 以下单

30、层绕组的小型电动机的简化计算：一般都采用整距线圈()，；当时，的计算可简化为 的计算可简化为 例：修理一台，、电动机，测得定子铁心内径116mm；铁心长度125mm；槽数；绕组形式为单层同心式；接法为；极对数；并联支路数，求每槽导体数。 解：单层同心式的每槽线圈数及每槽导体数相等。根据电动机的防护形式和极数，选取气隙磁通密度，故匝(取匝)计算结果及附录所列数据匝相同。()导线尺寸的选择 导线尺寸的选择可用下面两种方法。)根据铭牌上额定电流选择：电动机铭牌上额定电流是线电流 当三相绕组为丫形联结时，额定电流等于每相绕组的相电流。导线截面积可由下式计算 导线的截面积()；电动机的额定电流()；导线

31、的允许电流密度()。 导线的允许电流密度:是指导线单位截面积允许长期通过的电流。对于铜线一般选为5A，功率较小的、绝缘等级较高的和通风条件好的电动机，可取较大值。 算出导线截面积后，可根据导线规格表取截面积相近的标准线规。 对于形联结的电动机，额定电流等于每相绕组相电流倍，故导线截面积为 )根据定子槽的截面积选择：当电动机的额定电流无法查到时，可根据定子槽的截面积来计算导线的截面积。计算步骤如下： 首先，测量定子槽形尺寸，算出槽截面积:槽截面积由梯形面积和半圆形面积两部分组成，总截面积 ，见图。 接着，根据经验公式，求出槽内导线的总截面积: 槽内导线总面积()； 槽的总面积()； 填充系数可由

32、表选取。最后,计算每根导线截面积: 每根导线截面积()； 每槽导线匝数。对于单层绕组，；对于双层绕组，。每槽线圈匝数、绕线模的简易设计在拆除旧绕组时留下一只完整的线圈，用它作为制作绕线模的依据，否则就要重新设计绕线模。小型低压()电机常用的几种绕线模的简单设计方法（）双层叠绕组 双层叠绕组线模的模心如图-25a所示。 模心宽度 模心宽度（） ; 定子铁芯内径（）; 定子槽高（） 定子铁芯槽数； 以槽数表示的定子线圈节距；经验数据。 模心直线部分 模心直线部分的长度； 定子铁心长度；定子线圈的直线部分伸出铁芯的单边长度，其中取 ，功率大极数少的取大值 模心斜边部分 模心斜边长度； 经验数据 可从

33、表中查图绕组绕线模模心)双层叠绕组)单层同心式绕组)单层交叉式绕组)单层链式绕组 ()单层同心式绕组 单层同心式绕组的模心如图所示。各处尺寸可用下式表示。 大、小线圈模心宽度， 大线圈模心宽度（）小线圈模心宽度(); 大线圈以槽数表示的节距；小线圈以槽数表示的节距、经验数据，可由表查 模心直线部分 大、小线圈端部模心圆弧半径 大线圈端部模心圆弧半径；小线圈端部模心圆弧半径 ()单层交叉式绕组 单层交叉式绕组的模心如图25c所示。 、的计算公式 及单层同心式绕组的公式()和()相同，但应以交叉式绕组的和数值代人。 模心直线部分的公式 及双层叠绕组的公式()相同。 交叉式绕组大、小线圈的端部模心圆

34、弧半径、 、经验数据，可由表查 ()单层链式绕组 单层链式绕组的模心如图所示。 模心宽度 及双层叠绕组的公式()相同，但数值应按表链式绕组形式的数值选取。 模心直线部分的选取及单层同心式绕组相同。 线圈端部模心圆弧半径 经验数据经验数据，按表选用。 链式绕组端部模心圆弧半径()。 ()模心厚度及夹板尺寸 模心厚度：模心厚度如图所示。每层导线的根数，可自行确定，若为多根并绕，则为并绕根数乘每层线圈匝数： 单根导线绝缘后的直径()；模心厚度()。一般功率较小的电动机10mm，功率较大的电动机15mm。 夹板尺寸：夹板的形状及模心相同，每边比模心放出的长度约为线圈厚度()，见图。夹板上应留引线槽及若

35、干扎线槽。线圈厚度可按下式计算。图放线架 线圈厚度；线圈匝数绕组的绕制和检查 散嵌式绕组是在专用绕线机上用绕线模绕成，绕线机有手动和机动两种。 手动绕线机：是结构简单，使用方便，但劳动强度大，只适用于并绕导体根数较少的绕组。 机动绕线机：对于并绕根数较多的散嵌绕组和成形绕组，用机动绕线机比较合适。 工艺： 比较先进工艺：是把属于一相的线圈一次连续绕成，中间不用剪断，把极相组之间的连线放长一些，并套上套管。这样便可省去一道接线工序，提高工效，节省材料，也减少焊头，提高质量。 以极相组为单元绕制：对于单层绕组，过去都是以极相组为单元绕制，这样嵌线比较方便，但需要增加一次接线的工序。 对于双层绕组，

36、一般按极相组为单元进行绕制。绕制时，把导线放在线盘架上如图所示，并通过导线夹拉直导线。导线夹可固定在放线架上，在上下夹线板之间垫以厚羊毛毡，把导线夹在两层羊毛毡之间，以免损伤绝缘。 绕制时应注意 要使线圈排列整齐，避免交叉重叠 多根导线并绕时，要注意尽可能使这几根导体同时转入第二层，以保证排列整齐。因此设计绕线模时，应注意使线槽的宽度等于并绕导线直径之和的倍数。 导线的线径必须符合设计要求 对于维修的电机，可针对原有电机性能上的弱点，作适当调整。比如说，对于异步电动机，如果原有电机的定子温升过高，而空载电流又不大，可略加粗导线的直径，减少一点线圈匝数，这样可适当降低定子温升，又不会使磁路过于饱

37、和。 绕组的匝数要符合要求 对于异步电动机，匝数增多会造成嵌线困难，浪费铜线，并会增大电机的漏抗，从而降低最大转矩和起动转矩，匝数少了会使电机空载电流增大，功率因数降低。图散嵌线圈槽绝缘结构 绕线时必须保护导线绝缘 不允许有破损，否则将造成短路。配置定子绝缘()槽绝缘的配置 槽绝缘的厚度在5mm之间。 槽绝缘的高度新型系列电动机的槽绝缘的高度，可以不出铁心槽口，在槽楔下加垫条，如图-28c所示。图 散嵌线圈出槽口处绝缘方式较老式电机的槽绝缘，其高度超过铁心槽口，嵌线后，插入槽口处，再用槽楔压紧，如图-28a及所示。 两端槽口部分的绝缘有三种情况：不再另外加强，见图-29a；反折加强但不伸人槽口

38、，见图；反折，并且伸人槽口，见图-29c。 槽楔及下衬垫材料：槽楔下衬垫材料的规格和槽绝缘相同。槽楔用厚及4mm的竹楔制成，并经变压器油煎煮处理，或用环氧酚醛玻璃布板制成并经浸漆处理。()端部绝缘 端部相间绝缘材料：用一层及槽绝缘相同规格的材料。 端部必须绑扎：为了减少因运行时产生的电动力使线匝间产生的摩擦，端部必须绑扎。小功率电机接线后，用经浸漆处理的无碱玻璃丝带疏绕扎紧；大功率电机绕组在嵌线以前，用玻璃漆布带半叠包，包扎的长度为端部的嵌线后再疏线扎紧。()引出线绝缘 引出线绝缘材料：电机的引出线采用丁腈聚氯乙烯线或丁腈橡胶线。 方法：及线圈端头的绞接处以*15mm醇酸玻璃漆布带半叠包一层，

39、外部再套醇酸玻璃丝套管一层，最后把电缆及连接部位在端部绑扎时一起扎牢。散嵌绕组的嵌线 图单层链式绕组的展开图绕组展开图是嵌线工作的主要依据。在考虑嵌线工作之前，先要把展开图搞清楚，可保证接线的正确，而且可合理安排嵌线的次序，并可保证绕组布置整齐合理。另外，嵌线时需要注意尽可能使出线位置互相靠近，并靠近电机的出线口。现分别讨论几种不同绕组嵌线工艺特点。()单层链式绕组嵌线系列铁心外径为260mm及以下的电机定子绕组，当时，采用单层链式绕组。现以、(即)的定子绕组为例说明嵌线过程。其展开图如图所示，这种绕组可考虑按以下程序嵌线。 步骤：) 先把任一相的第一个线圈带有引出线的一边(如带有的一边)嵌入

40、槽内。因为它的端部将被压在下层，称为下层边。在嵌第一个槽时就要安排好出线位置，使得三相的出线为最短。第一个线圈的另一边暂时不嵌，这种线圈俗称起把线圈。) 向左数空一个槽，嵌入第二相的第一个线圈带有引出线的一边(如带有的一边)，另一边也暂时不嵌，这些暂时不嵌的线圈边应用棉线吊起。) 向左数再空一槽，嵌入第三相线圈带有引出线的一边(如带有的一边)，另一边按的规定嵌入槽内。) 再空一个槽，嵌人第一相的第二个线圈，这时应注意及本相的第一个线圈的连线应该是上层边及上层边相连。当以后再嵌本相第三个线圈时，则为下层边及下层边相连。图单层交叉链式绕组展开图) 以后第二、三相按空一槽、嵌一槽的规律，轮流将、相的

41、线圈嵌完，最后把第一相和第二相的第一个线圈的上层边嵌入，整个绕组就全部嵌完。 单层链式绕组的嵌线工艺特点：第一，起把线圈数等于；第二，嵌完一个槽以后，空一个槽，再嵌另一相的下层边；第三，同一相线圈的连接规律是上层边及上层边相连，下层边及下层边相连。 ()单层交叉链式绕组 系列铁心外径为260mm及以下的电机的定子绕组，当时，采用单层交叉链式绕组。现以、(即)和(即)(表示在个线圈中，节距为的线圈有一个，的线圈有两个)的定子绕组为例，其展开图如图所示。 步骤：) 选择好嵌第一槽的位置。) 把第一相的两个大线圈中带有引出线(如)的线圈边嵌入槽中，上层(指线圈的端部在上层)边暂不嵌；紧接着嵌另一个大

42、线圈边的下层(指线圈的端部在下层)边，上层边也暂不嵌。) 向左数空一槽，把第二相的小线圈有引出线(如)的线圈边嵌入，上层边也暂不嵌。) 向左数再空两个槽，把第三相的两个大线圈中带有引出线的一边嵌入，按大线圈节距把上层边嵌入，紧接着嵌入另一个大线圈的下层边和上层边。) 向左数再空一个槽，嵌第一相的小线圈边，这时应注意大线圈及小线圈的连接方式应该是上层边及上层边相连或下层边及下层边相连。然后按小线圈的节距把上层边嵌入槽内。 ) 再向左数空两个槽，嵌第二相的大线圈，按上层边及上层边相连或下层边及下层边相连的原则，把一个大线圈的下层边嵌入槽内。再按节距把上层边嵌入槽内，紧接着嵌另一个大线圈。 ) 再向

43、左数空一个槽，嵌第三相的小线圈，嵌线时注意本相的连接。再按上述方法，把、相线圈嵌入槽内。最后把第一相和第二相的起把线圈嵌入槽内。 交叉绕组的嵌线特点： 图单层交叉同心式绕组展开图第一，起把线圈数等于；第二，一、二、三相轮着嵌，先嵌双连，然后空一槽，嵌单连，空两个槽，再嵌双连，再空一个槽嵌单连，再空两个槽嵌双连直至嵌完。第三，同相线圈之间的连接规则及链式绕组一样。()单层交叉同心式绕组 系列铁心外径为260mm以下的电机定子绕组，当时，采用单层同心交叉式绕组。现以、(即)和(即)的定子绕组为例来说明嵌线工艺，其展开图如图所示。 步骤) 选择好第一个槽的位置。) 把第一相第一组的小线圈带有引出线的

44、一边(如)嵌入槽内，另一边暂不嵌，接着把大线圈的下层边嵌入，上层边也暂不嵌。) 空两个槽，把第二相第一组(有出线的一组)的两个下层边嵌入槽内。上层边也暂不嵌。) 再空两个槽，把第三相第一组(有出线的一组)的两个下层边嵌入槽内，并根据和把两个上层边也嵌入槽内。 单层交叉同心式绕组嵌线的特点：第一，起把线圈数等于；第二，在同一组线圈中嵌线顺序是先嵌小线圈再嵌大线圈；第三，嵌线规律是嵌两个槽，空两个槽；第四，同相线圈间的连接方法和上述绕组相同。 单层绕组穿线工艺：上面所说的三种单层绕组的嵌线方法，都要事先把连线套好套管。目前我国有些电机厂都采用“单层绕组穿线工艺”。在嵌线前，先将三相绕组按一定规律穿

45、好，然后根据以上方法把穿好的线圈按次序嵌入槽内。这时连线不需要套套管，也不需要放长，因此端部整齐，并节约了材料。() 双层绕组 系列铁心外径为290mm以上的异步电机，基本上采用双层叠绕组。 双层叠绕组的线圈是按极相组绕制，嵌线工艺比较简单。 应该注意的是开始时在节距个上层边暂不嵌，等其余线圈的下层边嵌完后，再嵌这个线圈的上层边。另外，上下层边之间要注意垫放层间绝缘。嵌完绕组后，用橡皮榔头或竹片板把端部打成喇叭口。端部整好形后，将端部的相间绝缘纸修剪整齐，纸高出导线约8mm，除中型电机每圈包扎外，其余可在嵌完线后再统一包扎。因为电机在起动过程中，导线将受电磁力振动。故端部必须包扎结实。接线 在

46、实际接线时，均绘圆形接线参考图，按图示方向接线。 各极相组的连接方向及相头位置(即、端的位置)可按以下规律确定。 )先将各个极相组或线圈组用短圆弧表示，并均匀分布在圆周上(见图)。 )在短圆弧上画出箭头，表示接线的方向。箭头方向的规律为一正一反相间隔。 )对每相支路数的电机，选择一个极相组(或线圈组)的箭头尾端为相的头，把属于相的极相组或线圈组，接箭头方向串联接好，就组成了相绕组。然后依相第一个极相组的箭头方向，向前移过°电角度(即°相带的两个相带，在图中即两个极相组)，就找出相头的位置。依同样的规律，把相连接好。相也按同样方法连接。 为了使三相绕组的相头互差°电

47、角度，可有不同的引出线的位置:图表示四极单支路电机的两种不同的引出线位置。图33a中相比相滞后°电角度，相又比相滞后°电角度，但六根引出线端的位置比较分散。如果按图所示位置，电气效果是一样的，但这样六根出线端的位置比较集中，有利线头的引出，又节省了引线。因此，常为工厂采用。 )对于每相支路数>的电机，支路之间并联连接的原则是： 各支路顺着箭头方向连接。 并联后各条支路的线圈组数应相等。 各支路的头及头相连接，尾及尾相连接，不能颠倒。 现仍以三相四极电机为例，按照上面所说的原则接成两路并联。首先将每相线圈组分别串联成两条支路。再将两条支路并联，如图所示。其中图34a是面

48、线并联，图是底线并联，其效果一样。绕组端部的绑扎 绕组端部绑扎原因：交流电机运行时，各相绕组均有交流电流通过，三相绕组的端部受交流电动力的作用，因而要产生振动和摩擦，特别是电机起动或短路时，这种电动力更大，为了使电机长期可靠地运行，需将绕组的端部绑扎牢固。 方法及材料：小型电机把接线布置在绕组的外侧或顶端，及绕组端部一起绑扎。绑扎用的材料一般为1mm厚的无碱玻璃丝带或涤纶丝带，每隔两槽包扎一次。绕组的浸漆及烘干(绝缘处理)()绝缘处理的目的 ) 提高电机绝缘的耐潮性和化学稳定性。潮气、水分会使绝缘材料性能变坏。经过浸漆处理，绝缘漆将纤维材料的毛细管及缝隙填满，并形成一层光滑的漆膜，使潮气及腐蚀

49、性气体不易侵入。经特殊处理后的绝缘，还具有防霉、防电晕、防油污等能力。 ) 改善电机绝缘电气性能。经过绝缘处理后，绕组匝、相及绝缘层之间，以及绝缘材料内部的空气隙均被绝缘漆填满，形成耐电性能较好的漆膜。 ) 提高电机绝缘的导热性和耐热性。浸漆后，绝缘漆充填了所有空隙，导热性能大大增加，形成漆膜后，减少了及空气的接触，延缓了氧化过程，因而耐热性得到提高。 ) 机械强度得到提高。绝缘后绕组各部分粘结成为一个坚实的整体，从而加强了绕组的机械强度。() 绝缘处理方法 真空压力浸渍：质量最好，但设备价格贵； 滚浸；浇漆：不受设备限制，修理时多采用； 沉浸：设备较为简单，电机质量也很好，是当前生产、修理中用得较多的一种浸漆方法； 滴浸：工艺适用于生产自动线。() 绝缘处理工艺 绝缘处理工艺过程：主要包括预烘、浸漆及干燥三个过程。 预烘：目的是排除水分 浸漆) 在烘干时应每隔一小时测量一次相及相、相及地的绝缘电阻，待绝缘电阻稳定后，才能再浸漆或结束烘干过程。) 定子绕组要冷却到80时才能浸漆，因为温度过高时漆中溶剂迅速挥发，使绕组表面形成漆膜，不易浸透；若温度过低，绕组又会吸入潮气，且漆的粘度增大，流动性和渗透性较差，浸漆效果差。浸漆要浸到不冒泡为止，表示所有空间均被漆占满，然后把余漆滴干。 漆的粘度用四号粘度计(福特杯号或号杯)来测量。漆的粘度是这样考虑的：第一次浸