定子绕组优秀课件

4.2.1基本要求和分类

1．对定子绕组的基本要求（1）形成规定的磁极对数，由正确连线来保证。（2）三相绕组在空间布置上对称，匝数、线径相同，且绕组在空间互差120°电角度，即六个相带的顺序为U1,W2,V1,U2,W1,V2。（3）旋转磁场在三相绕组中的感应电动势按正弦规律变化。（4）产生的磁场及感应电动势最大。（5）用铜量少，嵌线方便，绝缘性能好，机械强度高，散热条件好。

2．定子绕组的分类按相数分：单相、两相和三相绕组；按槽中绕组数量分：单层、双层和单双层混和绕组；按绕组端部的形状分：同心式、交叉式和链式；按每极每相所占的槽数是整数还是分数分：整数槽和分数槽之分等。

4.2.2三相异步电动机定子绕组的几个基本概念

1．线圈组成交流绕组的单元是线圈。一端称首端，另一端称末端，如图4.9。铁心槽内的直线部分称为有效边，槽外部分称为端部。图4.9交流绕组线圈

基本概念4．极距每个磁极沿定子铁心内圆所占的范围称为极距。极距可用磁极所占范围的长度或定子槽数z1表示或

5．节距y一个线圈的两个有效边所跨定子内圆上的距离称为节距。用槽数表示。当时，称为整距绕组，当y＜

时，称为短距绕组，当y＞

时，称为长距绕组。长距绕组端部较长，费铜料，故较少采用。

基本概念6．槽距角相邻两槽之间的电角度称为槽距角，

的大小即表示了两相邻槽的空间电角度，也反映了两相邻槽中导体感应电动势在时间上的相位移。7．每极每相槽数q每一个极下每相所占有的槽数称为每极每相槽数，以q表示

式中m1——定子绕组的相数8．相带每相绕组在一对极下所连续占有的宽度(用电角度表示)称为相带。在异步电动机中，一般将每相所占有的槽数均匀地分布在每个磁极下，因为每个磁极占有的电角度是1800，对三相绕组而言，每相占有的电角度是600，又称600相带。由于三相绕组在空间彼此相距1200电角度，所以相带的划分沿定子内圆排列应依次为U1、W2、V1、U2、W1、V2，如图4.10所示。这样只要掌握了相带的划分和线圈的节距，就可以掌握绕组的排列规律。

4.2.3三相单层绕组

单层绕组的每个槽内只放置一个线圈边，所以电动机的线圈总数等于定子槽数的一半。单层绕组分为链式绕组、交叉式绕组和同心式绕组。一、单层链式绕组单层链式绕组是由几个几何尺寸和节距都相同的线圈连接而成，就整个外形来说，形如长链，故称为链式绕组。下面以Z=24，2p=4的三相异步电动机定子绕组为例，说明链式绕组的构成。例4.2.1有一台极数2p=4，槽数Z=24的三相单层链式绕组电机，说明单层链式绕组的构成原理并绘出绕组展开图。解1．计算极距τ、每极每相槽数q和槽距角α

2．分相在图4.11的平面上画24根垂直线表示定子z=24个槽和槽中的线圈边，并且按1,2,…顺序编号。据600相带的排列次序，即q=2，相邻2个槽组成一个相带（每个极距内属于同相的槽所占有的区域），两对磁极共有12个相带。每对磁极按U1,W2,V1（N极）U2,W1,V2（S极）顺序给相带命名，如表4.3所示。由表可知，划分相带实际上是给定子上每个槽划分相属，如属于U相绕组的槽号有1,2,7,8,13,14,19,20这8个槽，如表4-5所示。以U相为例，槽1与槽7，槽2与槽8，它们相距的电角度为α×6=1800，可以把槽1与槽7的线圈边构成一个线圈。同理，槽2与槽8，槽13与槽19，槽14与20中的线圈边也都分别构成线圈，这样U相绕组就有4个线圈，把它们依次串联起来，就构成了一相绕组(也可以看成是8个导体串联而成)，展开图如图4.11所示。二、单层交叉式绕组单层交叉式绕组的特点是，线圈个数和节距都不相等，但同一组线圈的形状、几何尺寸和节距都相同，各线圈组的端部互相交叉。例4.2.2一台三相交流电动机，Z=36，2p=4，试绘出三相单层交叉式绕组展开图。解1．计算极距τ、每极每相槽数q和槽距角α

2．分相由q=3，按相带顺序列表，如表4-6所示。

表4-6相带与槽号对应表

相带槽号U1W2V1U2W1V2第一对磁极1,2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，18第二对磁极19，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，36图4.12单层交叉式绕组U相的展开图三、单层同心式绕组单层同心式绕组是由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构成。例4.2.3一台三相交流电动机，Z=24，2p=2，试绘出三相单层同心式绕组展开图。解1．计算极距τ、每极每相槽数q和槽距角α

2．分相由q=4和600相带的划分顺序，分相列表，填入表4-7。

表4-7相带与槽号对应表

相带槽号U1W2V1U2W1V2一对磁极1,23，45，67，89，1011，1213，1415，1617，1819，2021，2223，24图4.13单层同心式绕组U相的展开图4.2.4三相双层绕组双层绕组是铁心的每个线槽中分上、下两层嵌放两条线圈边的绕组。为了使各线圈分布对称，安排嵌线时一般某个线圈的一条边如在上层，另一条则一定在下层。以叠绕组为例，这种绕组的线圈用一绕线模绕制，线圈端部逐个相叠，均匀分布，故称“叠绕组”。为使绕组产生的磁场分布尽量接近正弦分布，一般取线圈节距等于极距的左右，即，这种y＜

的绕组叫短距绕组。这种绕组可以通过选择合适的节距来改善电动势或磁动势波形，使电动机工作性能得到改善，其技术性能优于单层绕组。线圈绕制规律简单，目前10kW以上的电动机，几乎都采用双层短距叠绕组。下面举例说明三相双层叠绕组的排列和连接的规律。例4.2.4一台三相交流电动机，Z=24，2p=4，试绘出三相双层叠式绕组展开图。解1．计算极距τ、每极每相槽数q和槽距角α

2．确定绕组的节距采用短距绕组，取3．分相画24对虚实线代表24对有效边（实线代表上层边，虚线代表下层边）并按顺序编号，如图4.14所示；根据每个相带有q=2个槽来划分，两对极共得到12个相带，如表4-8所示。

需要指出的是，对于双层绕组，每槽的上下层线圈边可能属于同一相的两个不同线圈，也可能属于不同相的，所以表4-8所给出的相带划分并非表示每个槽的相属，而是每个槽的上层边相属关系，即划分的相带是对上层边而言。例如，13号槽是属于U1相带的，仅表示13号槽上层边，对应的下层边放在哪一个槽的下层，则由节距y来决定，与表4-4的相带划分无关。由表4-8可知，属于U相绕组的上层边槽号是1,2,7,8,13,14,19,20。4．画绕组展开图先画U相绕组。如图4.14所示，从1、2号槽的上层边（用实线表示）开始，根据y=5槽，可知组成对应线圈的另一边分别6,7号槽的下层（用虚线表示），将此属于同一个U相的相邻的q=2个线圈串联起来组成一个线圈组U11U12。由图4.14可见，7,8号槽的上层边与对应的12,13号槽的下层边