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電動機繞組基本知識的分享

來源：上海茂碩機械設備有限公司   2023年09月07日 10:09  
一、電動機繞組的分類


1、根據所起的作用不同，電動機繞組主要分為兩大類：產生氣隙主磁通的主極勵磁繞組和與主磁通相對運動感生電動勢的電樞繞組。
2、中小型三相異步電動機定子繞組按相數的不同，可分為單相、兩相和三相繞組；按槽中繞組數量的不同，分成單層繞組、雙層繞組、單雙層混合繞組和正弦繞組4類；按繞組端接方式不同，單層繞組有同心式、鏈式、交叉式繞組；雙層繞組有疊繞組和波繞組；按每極每相所占的槽數是整數還是分數分類，有整數槽繞組和分數槽繞組。
3、直流電動機除電樞繞組和勵磁繞組外，為了改善換向，大都裝有換向極繞組和補償繞組。電樞繞組按照繞組元件與換向片之間的連接規律不同分為疊繞組、波繞組和蛙繞組。
4、同步電動機為了防止振蕩和改善某些性能，或因啟動的需要,一般裝有阻尼繞組或啟動繞組。
二、單相異步電動機繞組的分布
1、單相異步電動機主、副繞組的軸線在空間相隔90°電角度。
2、單相異步電動機副繞組的導線截面積通常為主繞組的1/2~1/3。
3、單相異步電動機副繞組的匝數一般為主繞組匝數的1/2~2/3。
4、在電容啟動單相異步電動機中，啟動繞組占總槽數的1/3，主繞組占總槽數的2/3。
5、在電容啟動及運行單相異步電動機中，主、副繞組各占總槽數的1/2。
三、電動機繞組的接線方法
1、電動機定子繞組并聯時要求各相繞組的導體數、并聯支路數應相等。每條支路的匝數和線徑均應相同，各相線圈在空間的分布規律一樣，即要求其阻抗相同。
2、把同相的各極相組連接成相繞組時，其短連接是每一并聯支路的所有線圈集中在定子圓周的1/2。
四、電動機繞組的主要性能
1、一般三相單速電動機為60°相帶。并聯時要求每條支路的匝數和線規均應相同，即要求其阻抗相同，否則易造成環流和發熱。
2、三相電動機繞組為達到對稱平衡，在空間位置上要相差一樣的角度，使三相電動勢相位互差120°電角度。
3、三相繞組一般采用60°相帶，即三相有效邊在一對磁場下均勻地分為6個相帶。同一個極相組中所有的繞組元件電流方向相同。
4、電動機各相繞組在每個磁極下應均勻分布，先將定子槽按極數均分，再把每極下槽數分為 3個相帶，每個相帶占60°電角度。
五、常見電動機繞組的特點
1、同心式繞組
1）三相同心式單層繞組是由尺寸不同、節距不等的線圈連接成同心形狀的線圈組，常用于中心高160mm以下、2極的Y系列電動機定子繞組。
2）同心式繞組的節距仍為整節距。同心式線圈連接時，極相組內所有線圈均按前一個線圈的尾與下一個線圈的頭依次相接。
3）同心式分布繞組能自行消除三次諧波。
2、鏈式繞組
1）鏈式繞組常用于每極每相槽數等于偶數的小型三相電動機中。
2）單層鏈式繞組線圈節距相等，且小于極距。
3）鏈式繞組的節距雖短，但不是實際的短節距繞組，因其跨距仍在兩個磁極下，即一個線圈的兩個有效邊電勢差180°的電角度。
3、交叉式繞組
1）交叉式繞組主要用在每極每相槽數為奇數的電動機中。
2）交叉式繞組的連接規律：線圈組內各線圈按前一個線圈的尾與下一個線圈的頭相接，成為一個線圈組。線圈組間的連接方式是尾接尾，頭接頭。
3）交叉鏈式繞組和交叉同心式繞組的兩組線圈節距不等，且一組為偶數、一組為奇數。
4）交叉鏈式繞組和交叉同心式繞組常用于中心高160mm以下，q=3、5、7等的2、4、6、8極的Y系列電動機定子繞組。
4、單層繞組
1）一個鐵芯槽中只安放一個有效邊的繞組稱為單層繞組。單層繞組的電動機多做成整節距，且其節距不能自行改變。
2）單層繞組的線圈元件數等于電動機總槽數的1/2，所以總槽數必須為偶數。
3）10kW以下的小容量異步電動機通常用等元件或交叉式的單層繞組。
4）三相單層繞組不可制成短節距繞組。
5、雙層繞組
1）雙層繞組的元件數等于電動機定子的槽數，每個槽內沿槽深方向嵌有2個有效邊。
2）雙層繞組的優點是所有線圈的尺寸、形狀相同，便于生產；端部排列整齊；能靈活地根據需要選擇合理的節距來改善電磁繞組的特點性能。
3）雙層繞組根據每極每相槽數的不同可劃分為整數槽繞組、對稱分數槽繞組和非對稱分數槽繞組。
4）雙層繞組的優點是磁動勢波形好、諧波小、損耗小、運行性能好、啟動性能好。
6、雙層疊繞組
1）雙層疊繞組的線圈組內各元件間按第一個元件的尾端接下一個元件的首端依次相連。
2）雙層疊繞組每相繞組的線圈組數等于磁級個數，每個槽內有兩個線圈邊，線圈數等于槽數，在每極每相槽數q[q=Z/2pm(Z為定子總槽數，2p為磁極個數， m為相數)]為整數的情況下，每相有2p個線圈組(故共有2pm個線圈組)，每個線圈組由q個線圈串聯而成。
3）雙層疊繞組的整數槽繞組里，每一極相組含有的線圈也必定是整數。雙層疊繞組最大并聯支路數等于磁極數，即amax=2p。
4）全節距雙層疊繞組、短節距雙層疊繞組屬于整數槽繞組。
5）線圈組間由于相鄰同相的極相組所對磁極性相反，電勢也相反，所以串聯時，按尾接尾、頭接頭的反串原則相接。并聯時應考慮采用長連接還是短連接，把所有線圈組并起來，最大支路數等于磁極數。
7、單疊繞組
1）單疊繞組的基本特點是元件的首端和尾端接到相鄰的兩片換向片上。
2）單疊繞組第一節距或稱后節距，是一只元件兩有效邊間的距離，以單元槽數表示。
3）單疊繞組合成節距是兩只相連接元件對應邊間的距離，以槽數來表示。
8、雙層波繞組
1）整數槽波繞組的合成節距Y=Z/p=2mq。這樣繞組前進p對極,串p個線圈,沿定子繞行一周后便回到原出發的槽號而閉合。雙層波繞組任意兩個串聯線圈對應邊之間的距離為繞組的合成節距。
2）雙層波繞組并聯支路數最多為 2，常用于大中型繞線式異步電動機的轉子繞組。雙層波繞組可減少線圈組之間的連接線,也常用于多數凸極同步電機。
3）波繞組的連接規律：繞組沿電樞表面繞行q周,把屬于同一相的所有上層邊在 N極下的線圈依次串聯而構成繞組的一半；再沿電樞表面繞行q周，把屬于同一相的所有上層邊在S極下的線圈依次串聯而構成繞組的另一半；這兩部分線圈再根據需要串聯或并聯。同理連接另兩相繞組即可。
4）波繞組的優點：線圈間連線少；對磁極數多、支路導線截面積大的交流電動機，節約導線更為明顯。
9、單波繞組
1）單波繞組所有N極下元件串聯成一條支路，所有S極下元件串聯成另一條支路。
2）單波繞組互相連接的兩個元件相隔較遠，兩只相連接的元件相距約為二倍極距。單波繞組的基本特點是元件兩端接到相隔較遠的兩片換向片上。
3）單波繞組當順著并聯的元件繞電樞一周后，能回到與起始元件相鄰的元件邊上。
4）單波繞組的并聯支路對數與極數無關,總是等于1。
10、正弦繞組
1）正弦繞組可提高繞組系數，降低損耗，提高電動機效率2%~4%，還可有效地消除或削弱高次諧波。
2）正弦繞組把60°相帶的一套繞組變成一半相帶的兩套繞組。
3）正弦繞組中星形部分繞組中的電流比三角形部分繞組中的電流滯后30°電角度，所以定子槽中總電流在任一瞬間沿圓周分布更接近正弦形。
4）正弦繞組有3種排列方式：單雙層混合排列、輪換排列、不輪換排列。
11、混合繞組
1）Δ-Y混合繞組能有效地消除或削弱高次諧波，改善了電勢磁勢波形，從而改善了電動機性能。
2）△-Y混合繞組中Y接部分繞組中的電流比△接部分繞組中電流滯后30°電角度，所以定子槽中總電流的波形在任一瞬間沿圓周分布更接近正弦形。
3）△-Y 混合繞組是將普通60°相帶的一套繞組變成一半相帶的兩套線組。
12、分數槽繞組
1）分數槽繞組每相占有的槽數是分數。三相對稱分數槽繞組在每極每相上槽數不等，但每相的總槽數是相等的。三相非對稱分數槽繞組使用時不適用于三角形接法，只適用于星形接法。
2）不對稱分數槽繞組可以采用空槽和分配法處理，盡量做到近似對稱以減小磁場不平衡。
3）分數槽繞組分配時，不論是線圈多的極相組還是線圈少的極相組，都應布置在對稱位置，只有這樣動平衡才能把電動機的磁場振動減小到低限度。
13、電樞繞組
1）電樞繞組是直流電動機進行能量轉換的部件，兩端分別接到兩片換向片上。
2）在直流電動機中，電樞繞組數、元件數、換向器上的換向片數和電樞單元槽數相等。
3）采用單波繞組的電樞電流等于2倍的支路電流。



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