交流旋转电机分两大类.doc

交流旋转电机分两大类: 异步电机和同步电机, 异步电机重要用作电动机, 面同步电机重要用作发电机 从原理上讲电机是可逆的,　既可作发电机运营, 又可作电动机运营 虽然异步电机和同步电机在构造和励磁方式上有很大的差别, 但就定子绕组的绕组构造及产生电动势和磁动势而言有诸多共性的内容本文简介交流电机的共同问题,　即交流电机绕组的构成原理、 绕组中产生的感应电动势及绕组通过交流电流产生的磁动势， 它们是分析交流旋转电机的基本, 对于学习交流旋转电机具有重要的意义电机绕组是电机进行机电能量转换的核心部件， 在交流电机中, 只有当电机统组切割磁力线才干感应交流电动势,也只有当电机绕组通过正弦交流电流时才干建立起在空同按正弦规律分布的磁动势，并且绕组中产生的电动势和磁动势的大小及波形都与绕组构造形式密切有关６. l 　交流绕组的分类及对交流绕组的规定6.　l. l 对交流绕组的基本规定交流绕组是实现机电能量转换的重要部件， 一般处在电机中温度最高的部位,　它的绝缘也许因承受高压而被击穿， 短路故障时, 又也许受强大的电磁力冲击而遭到损坏, 因此对三相交流绕组提出如下某些基本规定:1）电动势和磁动势波形尽量接近正弦波形; 　 　 　 2) 在导体数一定期, 力求得到尽量大的电动势和磁动势;3)三相绕组对称，以保证三相电动势和磁动势对称；　 　 　　 　 　 4)用铜量少、工艺简朴，便于安装检修。

　　　 　 　 　 6· l·2 交流绕组的分类由于交流电机的应用范畴非常之广,不同类型的交流电机对绕组的规定也各. 此交流绕组的种类也较多,　其重要的分类措施有:1 ) 根据槽内导体层数分为单层绕组和双层绕组　 其中, 单层绕组又可以 ｊ式、 链式、　交又式和同心式绕组; 双层绕组又可以分为叠绕组和波绕组　2) 根据相数分为单相、两相、三相及多相绕组3) 据每极每相槽数分为整数糟绕组和分数糟绕组　 　 　　　 　　 　 　 　 尽管交流统组的种类繁多,但由于三相双层绕组能较好的满足对交流电机的基本规定, 因此现代动力用交流电机一般多采用三相双层绕组6·　l·３　 交流绕组中的名词术语简介 　1·电角度(或空问电角度)在电机理论中, 把一对磁极所占的空间距离， 称为360°的空间电角度 从电磁观点分析,若转子上有一对磁极， 它旋转一周（机械角度36０°) ，定子导体就掠过一对磁极,导体中感应电动势就变化一种周波, 即3６0°电角度, 这种每掠过一对磁极， 电磁关系就变化一周, 即360°的计量电磁变化的角度就称为空间电角度。

依次类推, 若一种圆周布置Ｐ对磁极，它占有的空间电角度就为值得注意的是,　电角度和一般所讲的机械角度是有区别的,后来若不加阐明，所指角度均是电角度,即： 　　 　 　 　 　 　 　　 　　 　 　 电角度=极对数机械角度 　 　 　 　　 　 　２.槽距角α構距角α表达相邻西槽导体间所隔的(空间)电角度,如图6-1所示 　 　 　 式中，为极对数；为定子总槽数3. 极距　 相邻两个磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离称为极距其表达措施诸多, 常用一种极面下所占的槽数表达, 即　　 　 　 　　　 　 　 　　　　 　 　 　 　 　 　 　 　公式还可以用空间长度()或电角度(18０°或）来表达其中D为电机定子内圆直径4.线圈节距ｙ一种线圈两个有效边　(嵌入槽中的线圈边) 之间所跨的槽距, 称为节距 y, 它也用糟数表达　　为使每个线圈获得尽量大的电动势 (或磁动势)，节距　y应等于或接近于极距， 把的绕组称为整距绕组,的绕组称为短距绕组,的称为长距绕组。

长距绕组和短距绕组具有相似的电磁性能, 且短距绕组的端部连线短, 可以节省用铜， 故一般使用短距绕组5.每极每相槽数 　 　 　 　 在交流电机中， 每极每相占有的平均槽数为 　 　 　 　　　 　 　 公式式中，为电机定子的相数6.相带 　在每个磁极下每相绕组所持续占有的电角度称为绕组的相带由于每个磁极的电角度是，　对三相绕组而言, 每相占有6０°电角度, 故称为6０°相带, 也有占120°电角度的，称为１20°相带， 但三相交流电机大多采用6０°相带绕组 为了获得对称绕组,每极每相的槽数应相似的绕组称为集中绕组, 的绕组称为分布绕组等于整数的绕组称为整数糟绕组,中小型交流电机大多采用整数槽绕组; 等于分数的绕组称为分数槽绕组, 分数槽绕组常用在大型水轮同步发电机和大型异步电动机中6．2 三相对称绕组的构成6·2· l 三相单层绕组定子或转子每槽中只有一种线圏边的三相交流绕组称为三相单层绕组三相单层绕组由于每糟中只具有一种线圈边, 因此其线圈数为槽数的一半, 与三相双层绕组相比, 三相单层绕组无层问绝缘,　不存在层问绝缘击穿等问题， 嵌线以便, 槽运用率较高， 绕线及嵌线工时少， 但由于它无短距绕组的效果, 故绕组感应电动势和磁动势波形不够抱负 。

三相单层绕组常用于 10kW 如下的小型异步电动机 按照线圈的形状和端部连接措施的不同, 从电机嵌线工艺上来说, 三相单层绕组可分为等元件式、 链式、 交叉式和同心式绕组　 它们只是嵌线工艺和联接顺序的不同, 从绕组感应电动势和产生磁动势上看, 并无差别, 如下通过具体的例子来阐明等元件式单层三相对称绕组的构成 　三相单层绕组的特点为了便于分析三相单层绕组的多样性和归纳出三相单层绕组的连接范畴. 先概括一下三相单层绕组的特点及其存在因素 1 )单层绕组只有一层导体2)三相单层绕组的相带宽度都是60°电角度　这是由于单层绕组只有一层导体.如果采用相带,则属于同一相的导体只有一种电流方向,因而不能构成电流回路，因此单层绕组只能采用相带 　 　　（3）三相単层绕组是整距绕组， 这是一种等价的说法,具体到一种线圈时,单层绕组的节距也许不不小于极距,亦也许等于或大子极距， 但是,节距的不同只影响相绕组内各导体电势的相加顺序并不影响整个相绕组的合成电势的大小. 　当每极每相槽数为整数时．　同一相中正负相带的导体数是同样多的.因而可以把正相带中导体和负相带中的导体捉对地连成整距线圈，既然节距的不同不影响相绕组电势的大小.那么可以觉得为整数时的三相単层绕组均为整距绕组,事实上，整距与否，是双层绕组的概念,不渉及単层绕组,由于单层绕组中的线圈没有下层边可言,讨论単层绕组的整距与否,是为了在概念和有关公式上把単层绕组和双层绕组统一起来看待， 由于三相単层绕组都可以看作整距绕组,因而其短距系数恒为1。

４)三相単层绕组是分布绕组,由于三相単层绕组的每极相槽数３ 单层绕组连接方式的多样性及其因素分析3 ．1 　单层绕组连接方式的多样性单层绕组的连接方式比双层绕组多双层绕组只有叠式、波式两种形式, 而单层绕组有等元件式、同心式、分半同心式、链式、交叉式等至少五种连接方式3　.2 　单层绕组连接方式多样性的因素分析单层绕组的连接方式比双层绕组多,　其因素分析如下双层绕组有两层导体, 线圈的两个有效边必须是一种位于上层， 另一种位于下层在由导体构成线圈时, 所有线圈的节距是相似的(交流绕组的节距一般记为y １ ， 这是继承了直流电机第一节距的记号方式, 故带有下标1　对于交流绕组中的节距, 只有线圈自身的跨距(节距ｙ1)和串连跨距(合成节距y)之分,　可以觉得叠绕组的合成节距等于１)， 否则, 由于一种线圈波及到两层导体, 节距不同势必导致有些槽中的导体(上层边或下层边)被越过而不能运用, 因而导致槽空间的挥霍, 进而导致电机性能下降因此, 双层绕组都是等元件的单层绕组只有一层导体, 线圈的两个有效边位于一层中在由导体构成线圈时, 在满足对称、正弦两个原则后，　只要能把属于同一相的导体尽量简朴地（简便原则)用较短的连接线(省铜原则)所有连起来(最大值原则)即可。

因此, 单层绕组线圈的节距是自由的, 可以相似,　亦可以不相似正是由于单层绕组线圈节距的灵活性, 才导致单层绕组连接方式的多样性4　　单层绕组连接方式的连接范畴、分类和演绎通过对单层绕组五种连接方式的分析,　本文归纳出单层绕组的两对连接范畴， 按照这两对连接范畴可对单层绕组的五种连接方式进行分类, 进而还可根据这两种连接范畴演绎出单层绕组的新的连接方式４ .1 　单层绕组连接方式的归纳———两对连接范畴单层绕组有两对连接范畴第一对范畴为单向连接和双向连接单向连接是指, 每一相带的所有导体都朝一种方向与属于同一相的相邻相带的导体连接而构成线圈双向连接是指,每一相带的导体都提成两部分, 一部分朝一种方向与属于同一相的相邻相带的导体连接而构成线圈;另一部分朝相反方向与属于同一相的相邻相带的导体连接而构成线圈第二对范畴从概念层面上来看， 位于第一对连接范畴之下如果从与否叠绕的角度看,　则第二对范畴可名为叠绕和非叠绕(同心绕);如果从与否同心绕的的角度看, 则第二对范畴可名为同心绕和非同心绕(叠绕）4 ．2　　单层绕组基于两对连接范畴的分类按第一对范畴单层绕组可分为两大类:单向连接式单层绕组、双向连接式单层绕组, 简称为单向单层绕组、双向单层绕组。

单向单层绕组按第二对范畴分为两类：单向叠式、单向同心式双向单层绕组按第二对范畴分为四类:(1) 叠式-叠式双向单层绕组;(2) （2)叠式-同心式双向单层绕组；(3) (３)同心式-叠式双向单层绕组；(4) （4)同心式-同心式双向单层绕组 如果不计两个方向差别的话, 其中(２)和(３)本质上是一致的因此,　双向单层绕组事实上只有三类 三相双层绕组 三相双层绕组是指电机每槽分为上下两层，线圈(元件）的一种边嵌放在某槽的上层, 另一边嵌放在相隔一定槽数的另一槽的下层的一种绕组构造 双层绕组分为叠统组和波绕组前者重要用于较大容量三相异步电动机的定子和汽轮同步发电机的定子绕组, 后者重要用于三相绕线式异步电动机的转子和水轮发电机的定子绕组 叠绕组在绕制时,任何两个相邻的线圈都是后一种“紧叠”在另一种上面,故称叠绕组,双层叠绕组的特点是: 　重要长处: ①可以选择最有利的节距, 并同步采用分布绕组, 以改善电动势和磁动势的波形; ②所有线圈具有相似的尺寸, 便于制造; ③可以得到较多的并联支路数; ④可以采用短距线圈以节省端部用铜; ⑤端部形状排列整洁,有助于散热和增强机械强度重要缺陷： ①嵌线工艺较为复杂, ②线圈组较多时, 连接线较为复杂; ③增长了层间绝缘。

一、槽电动势星形图和相带划分现以一台相数,极数,槽数的定子来阐明槽内导体的感应电动势和属于各相的导体（槽号）是如何分派的１、概念定子每极每相槽数： 式中，－ 定子槽数; p - 极对数； m － 相数相邻两槽间电角度: 此角亦是相邻槽中导体感应电动势的相位差2、槽电动势的星形图 如图表达36槽内导体感应电动势的相量图,亦称为槽电动势星形图　相带：每极下每相所占的区域以A相位例,由于,故相共有12个槽Ａ相带: 1、2、。