12-1 三相异步时机绕组教案.doc

茂名市技工学校文化理论课教案编号：QD - 0707 - 03 版本号：A/0 流水号：科目：电机与变压器 授课班级：09机电高级、班 共 9 页电机与变压器 第十二讲课题：1、异步电动机绕组概述 2、三相单层绕组链式绕组授课课时2节授课日期授课方式讲授 提问作业题数2拟用时间0.5教学目的1.掌握三相异步电动机绕组的基本术语2.掌握三相定子绕组的构成原则3.掌握三相单层绕组展开图的绘制方法选用教具挂图模型、自制挂图重点1.三相异步电动机绕组的基本术语2.三相定子绕组的构成原则3.三相单层绕组展开图的绘制方法难点三相单层绕组展开图的绘制方法教学回顾导入课题复习：1、三相异步电动机的机械特性由哪两部分组成？2、三相异步电动机的工作制哪几种？导入课题：定子绕组是三相异步电动机的主要组成部分，是电动机产生旋转磁场、实现能量转换的关键部件，也是容易受到损伤的部位。目前损坏的电动机中，80左右要维修绕组。所以掌握定子绕组的基本结构、连接方法及展开图的绘制，了解常见故障的处理方法都是非常必要的。授课教师：黄 文 进 教研组审阅： 科审阅日期：教 学 过 程 第 7 页一、讲授新课一、异步电动机绕组概述三相异步电动机定子绕组通人三相交流电时，会产生旋转磁场，这就要求必须按照一定的规律把三相绕组嵌放在定子铁心槽内，并有序地连接起来。三相绕组必须满足的基本要求是：（1）绕组的结构要对称，空间上彼此相差120电角度，各相阻抗要相等；（2）绕组结构要力求使磁动势、电动势波形接近正弦波，尽量减少谐波及其产生的损耗；（3）要有可靠的绝缘性能、机械性能，工艺性能好，省铜，散热好，维修方便。二相绕组一般采用分布绕组的形式，即一个线圈组均匀分布在一个相带里，而不像集中级组都嵌在同一个槽内。根据绕组结构上的区别可分为单层、双层或单双层混合绕组；按每饭每相所占槽数分，可分为整数槽或分数槽绕组；按绕组的连接来分，单层绕组又可分为健绕组、同心绕组、交叉绕组，双层绕组又可分为叠绕组和波绕组。（一）绕组的基本术语1、线圈、线圈组、绕组线圈是用相应绝缘等级的绝缘导线按一定形状、尺寸在绕线模上绕制而成的，可由一匝或多匝组成。多个线圈按一定规则连接成一组就称为线圈组,(一般一个相带为一组），线圈组按照一定规律连接在一起组成某相绕组。三相电动机有三个绕组，常称为三相绕组。为了作图方便，常把线圈画成近似菱形，如图5 一1 所示。图中直线部分嵌人铁心槽内，进行电磁能量转换，称为有效边；伸出铁心槽外的部分，仅起连接作用，称为端部。在不影响电磁性能和工艺操作条件下，要尽量缩短线圈端部，节约导线，也减少漏抗和其他损耗。2、极距：极距是指每一磁极所占圆周的距离（单位cm ) ，由于铁心内圆周表面均匀分布铁心槽，所以极距一般多用定子上的槽数来表示。即： （cm） 或 （槽）3、线圈节距 一个线圈的两个有效边所跨定子圆周的距离称为节距，一般也用定子上的槽数来表示，如某线圈的一个有效边嵌放在第一槽，另一个有效边嵌放在第六槽，则其节距槽，节距应接近于极距，即：。而当时称为整距绕组，较常用；时称为短距绕组，可节省导线，双层绕组常数以减少谐波损耗，改善电气性能。时称为长距绕组，浪费导线，一般不用。4、机械角度和电角度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。从电磁观点来看，转子导体每经过一对定子磁极N 、S ，其感生电动势就完成一个交变周期，相位变化了360，因而一对磁极占有的是360电角度。若电机有p 对磁极，则相应的电角度为，因此：电角度=机械角度5、每极每相槽数（1）每极每相槽数每一个极下每个相带所占的槽数，称为每极每相槽数，可用下式计算： 式中相数。其中单相为2，三相为3。（2）60相带通常情况下，交流异步电动机每极每相槽数称为相带。每个相带所占有的多少电角度就称为多少度相带，如60相带、90相带、120相带等。通常情况下，对于三相异步电动机的绕组都采用60相带法分布，即每个磁极下可分为三个相带，一个磁极对应的电角度为180，则每个相带所占有的电角度为60，所以称为60相带。而每极每相槽数就是指这60相带中有个槽。从第四章已知道一对磁极的电动机定子绕组排列顺序应如图5 一2 所示。实际在多对磁极的电动机定子绕组中，每对磁极都占有360电角度，根据60相带法，绕组的相带排列顺序也应如图5 一2 所示，即U1W2V1U2W1V2。6、极相组把一个相带中的个绕组串连起来就成了极相组，或称为线圈组。极相组的概念很重要因为在电动机的定子绕组实际制造中，一般把一相绕组分成若干个极相组（线圈组）绕好再分组嵌线，最后再连接起来成为一个相绕组。在画绕组的展开图时，也是把极相组为一个单元来画，最后把它们连接起来组成三相绕组（二）三相定子绕组的构成原则为了满足三相定子绕组对称并间隔120电角度等基本要求，其分布、排列和连接应按下列原则进行：l 、每相绕组在每对磁极下按相带顺序U1W2V1U2W1V2均匀分布；2、展开图中每个相邻相带的电流参考方向相反；3、同相绕组中线圈之间应顺着电流参考方向连线；4、为了省铜，线圈的节距应尽可能短。二、三相单层绕组三相单层绕组的每个槽内只有一个线圈边，整个绕组的线圈数等于总槽数的一半。这种绕组嵌线方便，槽内没有层间绝缘，槽的利用率高。但由于单层绕组本质上是整距绕组，磁势和电动势的波形稍差（谐波较大），故铁损耗、噪声都较大，启动性能也不好，一般用于小容量的三相异步电动机。常用单层绕组有链式绕组、同心绕组和交叉绕组等几种，绕组的结钩通常用展开图来表示，展开图一般按以下步骤画出：l、计算每极每相槽数q 2、按2P （极数）划分极数，按槽划分相带（60相带法）；3、按照U1W2V1U2W1V2相序标明相带；4、按相邻相带电流方向相反，画出所有槽内线圈有效边的参考电流方向；5、以极相组为单位，按绕组参考电流方向分别连接各相绕组，并标明出线端的首尾。（一）链式绕组1、链式绕组展开图链绕组由相同节距的线圈组成，其结构特点是线圈一环套一环，形如长链。举例说明如下：例5 1 三相异步电动机Y 90L 4 型定子绕组为单层链式，定子槽数= 24 ，极数2P=4 ，请绘出绕组展开图。解：(1)计算极距、每极每相槽数、选取节距: 槽, 槽从节省端部接线考虑，应取短节距： 槽(2)展开图上划分极、相带并画电流方向：图中画出24根平行线段，表示24槽，并在每根平行线段上标明槽号。将24槽分成4个极，每个极下有6个槽，=6槽，而每个极占有180电角度，分属于三相，即为60相带；每极每相有2个槽，每槽占有30电角度。根据各相绕组在空间互差l20电角度的要求，按U1 、W2 、V1 、U2 、W1 、V2 相带排列，在表中列出各槽号所属磁极和相带。如表5l所示。图52b中电流参考方向流向Y形接法的中心。即从线圈首端U1、V1、W1流人，尾端U2、V2、W2流出，对应于展开图53b中的电流方向磁该是U1、V1、W1相带向上U2、V2、W2相带向下。所以，一个相带中有效边的电流方向应相同，而相邻相带的有效边电流方向相反。 (3)根据相带和电流方向连接线圈组及相绕组：由表51可知，U相绕组包含第l、2、3、4，13、l4、l5、16八个槽，四个线圈为2与7、8与13、14与19、20与1；同理V一相的四个线圈为6与11、12与l7、l8与23、24与5；W相的四个线圈为10与I5，16与21，22与3，4与9。根据参考电流方向U相绕组连接顺序如图53b所示，完整的三相绕组展开图53c所示。(4)电源引线：各相绕组的电源引出线端位置没有严格的规定，通常相隔120电角度。现每槽占有30电角度，则120电角度将闻隔4槽。假若U相绕组的首端U1定为第2槽，则V相绕组的首端V1应为第6槽，W相绕组的首端W1应为第l0槽；然后U、V、W相的各线圈沿参考电流方向连接，电流方向都是从首端U1、V1、W1流入，尾端U2、V2、W2流出。三相绕组的首尾不能标错，如果规定电流流入的一端为首，则电流流出的一端为尾。2、绕组连接顺序图展开图上三相绕组连线多，着起来不太清楚，有时可用绕组连接顺序图来表示，在图54所示的U相连接顺序图中，短划线“”表示