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电机绕组的基本知识
作者: 发布日期:2019-10-31

电机绕组的基本知识
电机绕组的基本知识之一

  一、绕组的基本参数
1、机械角度与电气角度
国标电机绕组分布铁心槽内时必须按一定规律嵌放与联接,才能输出对称的正弦交流电或产生旋转磁场。除与其它一些参数有关外,反映各线圈和绕组间相对位置的规律时,我们还要用到电气用度这个概念。从机械学中知道可以把圆等分成360°,这个360°就是平常所说的机械角度。而在电工学中计量电磁关系的角度单位则叫做电气角度,它是将正弦交流电的每一周在横坐标上等分为360°,也就是导体空间经过一对磁极时在电磁上相应变化了360°电气角度。因此,电气角度与机械角度在电机中的关系为:电气角度α=极对数xPx360°。例如,对于二极电机,极对数p=1,这时电角度等于机械角度,对于四极电机,p=2,这时电动机一个圆周有两对磁极,对应的电角度为2×360°=720°。以此类推。
2、极距(τ)
绕组的极距是指每磁极所占铁心圆周表面的距离。一般常指电机铁心相邻两磁极中心所跨占的槽距,定子铁心以内圆气隙表面的槽距计算;转子则以铁心外圆气隙表面的槽距来计算。通常极距有两种表示方法,一种是以长度表示;另一种则以槽数表示,习惯上以槽数表示的较多,一般极距用τ=Z1/2p。
3、节距(y)
电机绕组每个线圈两元件边之间所跨占到的铁心槽数叫做节距,也称跨距。

当线圈元件节距等于极距对称为全距绕组,y=τ;线圈元件节距小于极距时则称短距绕组,y<τ;而当线圈元件节距大于极距时则称长距绕组y>τ。由于短距绕组具有端部较短电磁线用料省和功率因数较高等许多优点,因而在应用较多的双层叠绕组中无一例外的都采用短距绕组。
4、绕组系数
绕组系数是指交流分布绕组的短距系数和分布系数的乘积,即
Kdp1=Kd1Kp1。
5、槽距角(α)
电机铁心两相邻槽之间的电气角度称为槽距角,通常用a表示,即
α=总电角度/z1=p×360°/z1
6、相带
相带就是指每相绕组在每一个磁极所占的区域,通常用电气角度或槽数表示。如果将三相电机处在每一对磁极下的绕组分成六个区域则每极下三个。由于槽距角α=360°P/Z如该电机为4极24槽故每相每区域的宽度为qα=Z/6P*360P/Z=60°,按这样分布绕嵌的绕组就称为60°相带绕组。因60°连续相带绕组所具有明显优势,故在三相电机中绝大多数都采用这种绕组。
7、每极每相槽数(q)
每极每相槽数是指每相绕组在每一个磁极所分占的槽数,每极每相绕组内应绕的线圈数就依据它确定。三相异步电动机笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。即
q=Z/2Pm
Z:铁心槽数;
2P:电机极数;
m电机相数。
计算结果,若q为整数,称为整数槽绕组;若q为分数,称为分数槽绕组。
8、每槽导体数
电机绕组的每槽导体数应为整数,双层绕组的每槽导体数还应为偶数整数。绕线转子绕组的每槽导体数由其开路电压确定,中型电机绕线转子的每槽导体数须等于2。定子绕组的每槽导体数可由下式计算:
NS1=NΦ1m1a1/Z1
NS1 :定子绕组每槽导体数;
NΦ1:按气隙磁密计算的每槽导体数;
m1:定子绕组相数;
a1:定子绕组并联支路数;
Z1:定子槽数。
9、每相串联导体数
每相串联导体数是指电机内每相绕组串联的总线匝数。三相异步电机当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。不过该串联总线匝数与每相绕组内的并联支路数有关,如电机的并联支路数为1路接法,那么该电机各极下线圈所有串联线匝数均应相加而成为相绕组的总线匝数。如电机的每相绕组内有多条并联支路数,即电机为2路接法、3路接法等,此时每相串联导体数则只能以其中一路绕组所串联的线匝数为准。因为相绕组内各支路中的串联线匝数是相同的,并联起来接成相绕组后其串联线匝是不可能增加。
10、总线圈数
电机内的绕组是由各种大小不一形状各异的线圈组成的。由于每线圈都有两个元件边嵌入铁心槽内,也就是说每个线圈要嵌入两个槽。在单层绕组中因每槽内只嵌一个线圈元件边,所以总线圈数就只等于总槽数的一半;双层绕组中因每槽内上下层要嵌入两个线圈元件边,因此它的总线圈数就等于的铁心槽数。

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