三相交流异步电动机维修入门绕组的概述
一、定子绕组的构成原则
三相异步电动机的定子绕组是由汗多嵌放在定子铁心槽内的线圈按照一定的规律分布、排列并连接而成的。为满足异步电动机的运行要求,在设计和绕制定子绕组时应遵循以下原则:
(1) 在一定的导体数量下,力求获得较大的基波磁势和基波电势,且磁势和电势的波形力求接近正弦波。
( 2 ) 各相定子绕组的磁势和电势要对称,电阻和电抗应相等,为此,必须保证各相绕组的形状尺寸及匝数都相同。
( 3 ) 各相绕组在空问的分布应彼此相差120度电角度
( 4 ) 绝缘性能和机械强度町靠、制造工艺简单、用铜量少、散热条件好、检修方便。
二、定子绕组的分类
三相异步电动机的定子绕组一般釆用分布式绕组的形式。
三、绕组的常用术语及参数
线圈、线圈组、绕组
线圈也称绕组元件,是构成绕组的最基本单元。它是用绝缘导线(圆线或扁线)按一定形状绕制而成的,可由一匝或多匝组成。多个线阓连接成一组就称为线圈组。由多个线圈或线圈组按照一定的规律连接在一起就形成了绕组。
图8 - 1 所示是常用的梭形线圈示意图。图中2 为线圈嵌人槽内的直线部分,称为有效边,它是进行电磁能M 转换部分
为伸出铁心槽外的部分,称为端部,它仅起连接作用,不能直接转换能量,有关线圈、线圈组的个(组)数、匝数、线径等参数可根据电动机的结构及功率等来确定。
2. 总线圈数
由于每个线圈的两有效边嵌人铁心槽内,即每个线圏要占有两槽。在甲层绕组中,每槽只嵌放线圏的一个有效边,所以总线圈数等于定子铁心总槽数的一半。如:12 槽单层绕组的总线圈数为6 个。而双层绕组f 因每一铁心槽里的上、下层各嵌放了两线圈的一个有效边,即两线圈等于两槽,所以它的总线圈数等干定子铁心的总槽数b 如:12 槽双层绕组的总线圈数为U 个,
如图8 - 2 所示。
3. 并绕根数
额定功率较大的电动机,因其工作电流较人,就需用较粗线径的导线绕制线圈。但当线径大于1.6mm以上时,由于线硬而造成绕制、嵌制困难,可采用儿根线牦小艮合成截面积相等的导线并线代替。故当电动机定子绕组篇重绕拆线时,务必注意搞清原始的并绕根数,以免误作线圈匝数。
4. 并联支路数
额定功率小的电动机定f 绕组,一般是将每相的所有线圈组依次串联成一路再接人电源。但额定功率较大的(一般在7.5kW以上)电动机,所需电流较大,冇时就要把每相的所有线圈分别串联成二路或多路,然C 再按规定方式并联接入电源。这种连接方式所指就是绕组的并联支路数。在修理或重绕电动机定子绕组时,必须査清原始的绕组并联支路数。
5. 极距T
定子绕组一个磁极所占有定子圆周的距离称为极距,一般用定子槽数来表示,即
6.节距
一个线圈的两有效边所跨定子圆周的距离称为节距,一般也用定子槽数来表如: 某线圈的一个有效边嵌放在第1 槽,而另一个有效边嵌放在第S 槽,则其节距y=6-1=5槽。从绕组产生最大磁势或电势的要求出发,节距3/ 应接近于极距r ,即
7. 显极式接线
显极式接线是同相相邻极相组按“ 尾M 、头一头”相连接。其特点是相邻磁极的极相组里的电流方向相反,每相绕组的极相组数等干碰极数,如图8-3( a ) 所示。
8, 庶极式接线
庶极式接线是冏相相邻极相组按“ 尾一头、头一尾”相连接。其特点晃所有极相组里的电流方向相同,每相绕组的极相组数等于磁极对数,如图8 - 3( b ) 所示。
9 . 极相组、极相组数
将一个磁极下属于冋一相的线圈按一定方式串联成的线圈组称极相组,如图8- 4 所示、其中U ) 为形象图,(b ) 为简化图,
在三相异步电动机显极式绕组中,因一相中每组线圈形成一个破极,则绕组的极相组数为:
而在电动机庶极式绕组中,因一相中每组线圈形成一对磁极,则绕组的极相组数为:
1 0. 每极每相槽数
每相绕组在每个磁极下所分到的槽数,称每极每相槽数,即极相槽,用字母g 表示。可由F 式计算:
对于三相异步电动机的定子绕组来说,它的每极每相槽数为:
毎极每相槽数可以是整数,也可以是分数,前者称为整数槽绕组,后者称为分数槽绕组□ 中小型异歩电动机定子绕组一般的都采用整数槽绕组。
11. 机械角度和电度角
一个圆周所对应的几何角度为360°, 该几何角度称为机械角度。而从电磁方面来看, 导体每经过一对磁极(N、S) , 其电动势就完成一个交变周期,也即电动势的相位变化了360% 这种交变电动势或电流在交变过程中所经历的角度就称为电角度。显然,对于两极的电动机,磁极对数,这时的电角度等于机械角度;对于四极的电动机4 = 2 , 这时导体每旋转一周要经过2对磁极,对应的电角度为2X360°= 720% 依次类推,由上可知电角度弓机械角度的关系为:
电角度=磁极对数(p)X 机械角度
12. 相带
-个磁极下每一相所占有的电角度称为一个相带。相带可
由下式计算:
四、三相定子绕组的分布、排列与连接要求
三相异步电动机定子绕组的作用是产生对称的旋转磁场.
因此要求定户绕组是対称的三相绕组,其分布、排列与连接应按
下列要求进行:
( 1 ) 各相绕组在每个磁极下应均匀分布,以达到磁场对称。为此,先将定子檇数按极数均分,每- 1 等分代表180度电角度( 称为分极),再把每极下的槽数分为3 个区段( 即相带K 每个相带占6(T电角度( 称为分相)。
( 2 ) 各相绕组的电源引出线应彼此互相120度电角度。
( 3 ) 同- 相绕组的各个有效边在同性磁极下的电流方向应
相同,而在舁性磁极下的电流方向相反。
( 4 ) 同相线圈之间的连接应顺着电流方向进行。
