第16讲 交流电机电枢绕组

第16讲交流电机的电枢绕组一、交流绕组的基本概念二、划分相带三、三相单层绕组四、三相双层绕组五、绕组的谐波电动势一、交流绕组的基本要求1）三相绕组对称；2）力求获得最大的电动势和磁动势；3）绕组的电动势和磁动势的波形力求接近正弦；4）节省用铜量；5）绕组的绝缘和机械强度可靠，散热条件好；6）工艺简单、便于制造、安装和检修。二、交流绕组的基本概念1、电角度

在电机里，我们把一对主磁极表面所占的空间距离用空间电角度表示时，定为360°。如果电机只有一对主磁极，则空间电角度与机械角度相等；如果电机有p对主磁极，则P对主磁极所对应的空间电角度为：2、线圈由单匝或多匝串联而成，是组成绕组的基本单元。3、极距

两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。可以用磁极所占范围的长度、定子槽数Z或电角度表示，若磁极对数为p则极距：4、线圈节距

一个线圈的两个有效边之间所跨的定子内圆距离称为线圈的节距y1，节距一般用槽数表示。若时为整距绕组；若时为短距绕组；若时为长距绕组，较少采用。5、槽距角相邻两个槽之间的电角度：

每一个极面下每相所占的槽数为：设定子为m1相绕组。6、每极每相槽数二、交流绕组的基本概念7、相带

每个极距内同相的槽所占有的区域。一个极距τ占有180°空间电角度，由于三相均匀分布，每等分为60°电角度，称为60°相带。二、交流绕组的基本概念9、三相对称绕组各相绕组在串联匝数以及连法上都相同，只是在空间的位置，彼此互相错开120°空间电角度。

由于交流绕组内的感应电动势通常为正弦交流电动势，故可用相量来表示和运算。当把电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电动势分别用相量来表示时，这些相量构成一个辐射星形图，称为槽电动势星形图。8、槽电动势星形相量图交流绕组的基本知识10、相带划分二、交流绕组的基本概念

每相绕组在每个磁极下所占有的电角度为绕组的相带。因为每个磁极占有的电角度为180°，所以对于三相绕组而言，每相绕组在每个磁极下所占有60°电角度。显然，每对磁极360°电角度，可分为6个相带。若一个电机有p对磁极，就可划分为6p个相带。三相对称绕组在一对磁极中相带应按A-Z-B-X-C-Y分布规律排列。A、Z、B、X、C、Y分别为一对磁极中各自一相的两个相带，相距180°电角度，且A、B、C三相互差120°电角度。P对的电机，相带的排列为一对磁极的情况的p次重复。二、交流绕组的基本概念二、交流绕组的基本概念三、三相单层绕组1、三相单层集中整距绕组每相只有一个集中整距线圈，定子上每个槽里只放了一个线圈边。缺点：这种绕组除了感应电动势波形不好外，电枢表面的没有被充分利用，不如分布绕组好。三、三相单层绕组2、三相单层分布绕组

单层分布绕组每个槽里只放置一个线圈边，整台电机的线圈总数等于定子槽数的一半。根据线圈形状和端部连接方式，单层绕组有等元件式、链式、同心式、交叉式等多种形式。例题：

一台电机的绕组为三相单层分布绕组，极对数p=2，槽数Z1=24，每相并联支路数a=1，试绘出绕组展开图。解：

（1）计算参数P=2，Z=24的电机导体24与导体1的基波电动势相量三、三相单层绕组（2）画基波电动势星形图P=2，Z=24的电机P=2，Z=24电机的基波电动势星形向量图（3）划分相带三、三相单层绕组第一对极第二对极相带槽号相带槽号AZBXCY1、23、45、67、89、1011、12AZBXCY13、1415、1617、1819、2021、2223、24槽号与相带对照表（4）画绕组连接图三、三相单层绕组（5）单层绕组端部连接规律（以A相为例）

并联支路a=1时，所有属于A相的线圈组按电势相加原则串联，即头尾相连。并联支路a=2时，A1相带和X1相带线圈组按电势原则串联，即头尾相连；A2相带和X2相带线圈组按电势原则串联，即头尾相连；再把两支路并联，即头接头、尾接尾。单层绕组的优点是槽内只有一个元件边，无层间绝缘，槽的利用率较高。其缺点是不能利用短距来削弱电动势中和磁动势中的高次谐波，漏抗较大姑电机铁耗和噪音较大，起动性能不良。一般用于10kW以下的异步电机。三、三相单层绕组（6）计算相电动势由绕组展开图可以看出每对极下属于同一相的线圈组，基波电动势都一样，以A相为例为：当并联支路数用a表示时，每相基波电动势为：三、三相单层绕组四、三相双层绕组

双层绕组的每个槽有两个线圈边，分上下两层嵌放，中间用层间绝缘隔开，线圈的一个边嵌在某槽的上层，其另一个边则嵌在相距一个节距y1的另一槽的下层，故线圈数与槽数相等。双层绕组的构成原则与步骤与单层绕组基本相同，根据双层绕组线圈的形状和端部连接线的连接方式不同，分为双层叠绕组和双层波绕组。1、双层绕组的概念3、双层分布绕组展开简图2、双层分布绕组结构简图四、三相双层绕组例题：

一台电机的绕组为三相双层叠绕组，极对数p=2，槽数Z=36，节距y1=7个槽，每相并联支路数a=1，连接成三相双层短距分布绕组。解：（1）计算参数：四、三相双层绕组为了改善电动势和磁动势波形以及节省端部连接材料，上层绕组通常都取τ<y1的短距线圈，一般均取y1等于或接近于5τ/6，取y1=7槽。

（2）画基波电动势星形图四、三相双层绕组

（3）划分相带第一对极第二对极相带槽号相带槽号AZBXCY1、2、34、5、67、8、910、11、1213、14、1516、17、18AZBXCY19、20、2122、23、2425、26、2728、29、3031、32、3334、35、36槽号与相带对照表

（4）画绕组展开图四、三相双层绕组（5）双层绕组端部连接规律（以A相为例）

并联支路a=1时，所有属于A相的线圈组按电势相加原则串联，即头接头、尾接尾。并联支路a=2时，A1相带和X1相带线圈组按电势原则串联，即头尾相连；A2相带和X2相带线圈组按电势原则串联，即头尾相连；在把两支路并联，即头接头、尾接尾。双层绕组的优点是可以灵活地选择线圈节距来改善电动势和磁动势波形，一般用于10kW以上的交流异步电机多采用双层绕组。双层绕组的缺点是线圈组间连接线较长，极数多时耗铜多。四、三相双层绕组（6）计算相电动势（以A相为例）短距线圈基波电动势为：极相组基波电动势为：相绕组基波电动势为：四、三相双层绕组其中，kdp=kd*kp为基波绕组系数；

N=2pqNy/a为每相串联匝数。例6-4

在电机气隙