交流电机的绕组1.doc

第一节 交流电机的绕组一、绕组是电机的“心脏”，是实现电磁能量转换的关键部件。电机的使用寿命与运行的可靠性，主要取决于绕组，由于绕组是由线圈构成的，正确掌握电机线圈的制造过程。对提高绕组的质量和延长电机的使用寿命有很重要的作用。二、交流电机的几个基本概念1。线匝：导线在定子或转子的两个铁心槽中绕过一圈，称为一个线匝。匝间短路或叫匝间碰线，就是指线匝与线匝之间因绝缘损坏而造成的短路2。线圈：由若干个几何形状相同、截面相同的线匝串绕在一起，最后留出一根线头和一根线尾(并绕时则不只一根)的组合体，称为线圈。3。绕组：由许多个线圈按照一定的规律通过串、并联联接起来的线圈整体。4。极距：相邻两个磁极在定子(或转子)铁心上所跨过的槽数作为极距， Z定子(或转子)铁心的总槽数5。节距（跨距）y：一个线圈的两个有效边所跨过的槽数叫节距。若则称为全节距，如短节距，若为长节距。6。每极每相槽数：每相绕组在每个磁极下所分配到的槽数，叫做每极每相槽数，用字母q表示7。极相组：在三相电机中，每一极距范围内有三相互相绝缘的一个或若干个线圈串在一起的线圈组，称为极相组。例如线头与线头、线尾与线尾联接的三相四极电机就有34=l2个极相组，三相六极电机就有36=18个极相组。8。电角度：计量电磁关系的角度单位叫做电角度。在电工学中把正弦交流电的每一周在横坐标上等分成3600即经过空间一对磁极时，电磁上相应变化了3600（1）因此：电角度=极对数机械角度（2）槽距角：我们把每个铁心槽所占的电角度，即相邻两槽所跨过的电角度用表示，则式中a一一每槽电角度；P一一磁极对数;Z一一定子(或转子)铁心的总槽数。9相带：每一极下一相所占的宽度，用电角度表示，一般一个磁极对应1800电角度，每一极下三相均分，故现在三相绕组通常都绕成600相带。10电枢：在电机里，导体产生感应电动势并通过电流以进行机械能和电磁能转换的部分，通称为电枢。11并联支路数：每相绕组中的并联支路数。画绕组分布.ppt三、交流电机绕组的分类1电枢绕组：安装在定子铁心或电枢铁心)槽内。根据其结构和制造上的差别，分为软绕组和硬绕组两大类。（a）软绕组由绝缘圆导线绕成，常用于具有半闭口槽的小型电机，工作电压不超过500V。从工艺方面来考虑10KW以下的小型交流电机宜采用单层绕组，10KW以上的电机宜采用双层绕组(b)硬绕组由绝缘扁导线或由导条制造的成形线圈组成，有两种：（1）嵌入式硬绕组：元件为多匝或单匝成形线圈。用于铁心为开口槽或半开口槽时。（2）插入式硬绕组：插入式硬绕组元件为半圆式线棒，线圈导体由裸铜条弯制，先弯好一端，另一端待插入槽内后再弯制成形。2磁极绕组安装在磁极铁心上四、三相交流绕组的构成原则：每相线圈数(匝数)相等，布置情况相同，相与相之间的空间间隔为1200电角，按此原则绕成的绕组，称为三相对称绕组。只有在三相对称绕组中感应产生的电动势才是三相均衡电动势。产生的磁场波形才好，运转才能平稳。第二节 线圈绕线的技术要求一、 尺寸和形状须符合图样要求1 尺寸和形状的不准确，将使线圈无法嵌入槽内。即使嵌入槽内，也很难排列整齐，形成所需要的几何形状，有时会造成运行中发生事故的隐患。例如，如果线圈的截面尺寸过小，那么嵌入槽内以后，在运行中由于电磁力的影响，线圈将在槽内发生振动，严重时会造成绝缘的磨损。并且由于线圈和铁心槽壁之间有空隙，空气层的存在将造成热能散出困难，导致电机温升增加。2 如果线圈的角度不对，则线圈嵌入槽内后，线圈和槽锲的接触面积将减小， 由于线圈振动而与槽锲的摩擦会使线圈绝缘损坏。因此规定由于线圈角度不对而引起的最大间隙又能超过1mm。3 匝数准确，因为匝数错误会产生电磁不平衡，从导致电机振动，甚至造成严重事故。尤其在匝数较多的散嵌线圈中，必须配备可靠的匝数指示装置和测试设备。4 绝缘良好可靠：绝缘材料必须符合规定要求。线圈对地绝缘和匝间绝缘都应该良好可靠，对高压线圈还要求具有低的介质损耗和良好的耐电晕性能。在电机出厂试验中，应能保证经受得往2UN+1000V的耐压试验。对于新材惧、新结构、新工艺试用时应该进行破坏性试验，即一般要求对于6kV级的线圈击穿电压应不低于额定值的7倍，而对于10kV级的线圈应不低于5倍。当然对于正常生产中的线圈，也应进行抽查。5 匝间绝缘不宜过厚，而在线圈绕线、嵌线及电机运行中，匝间绝缘容易损伤。因此，在线圈绕线中，必须采用正确的工艺方法，以防止匝间绝缘受损，并及时查出匝间绝缘有缺陷的线圈，加以剔除或进行修补。第三节 散嵌线圈的绕线1 散嵌线圈：指采用绝缘圆导线绕制，线圈尺寸和形状由绕线模来保证。2 绕线模：（1）线模必须做得大小适当，若尺寸太短。则端部长度不足，嵌线发生困难。尺寸过长，浪费电磁线，并使绕组电阻和端部漏抗增大，影响电磁性能，还可能造成电机装配困难。绕线模尺寸尚无完善的计算公式，应结合本单位情况，经过试绕试嵌，进行合理调整，当各方而指标达到要求后，再正式投入生产。（2）绕线模一般用干燥硬木制造，使其不容易变形。如果线圈是大批量生产，其绕线模宜用铝合金或层压板制造。3 绕线机：必须装有可靠的转速计，以便计算匝数。为了提高工效，对于生产量较大的小型电机，有的还装有自动计匝、跳槽和停车装置。4 绕线：（1）导线拉力应根据绕绕速度、导线直径进行调整。尤其在线制铝线时，拉力不宜超过40N/mm2，一般应控制在(2232)N/ mm2范围内，否则会将电磁线拉细，影响线圈电阻和导线绝缘强度。绕线机速度一般为150r/min200 r/min。（2）导线直径大于lmm时，应注意导线在线模中排列整齐。不整齐的线圈会给嵌线造成困难，并且由于线圈交叉过多，容易造成匝间短路，对槽满率高的线圈，这点尤为重要。（3）铜线的最大线径不应超过1。68mm，最好在l。45mm以下。若导线太粗，嵌线困难，而且槽的空间利用率不高此时应改为几根导线并绕。采用多根导线并绕时，它们的拉力都要一佯，必须仔细排列。每绕完一层应使这几根导线同时转入第二层，不应分散在两层之中，以保证排列整齐。（4）在绕线过程中，导线一般不允许有接头。在不可避免的情况下，其接头也应在端部斜边部位。不允许接头在线圈直线部位即嵌线后应在铁心槽外面)，而且接头不宜太多。（5）联绕线圈、极相组间联线应注意套上绝缘管。线圈绕成后。先用扎线将线圈扎好，然后从线模中取出来。第四节 成形线圈的绕线一、 圈式线圈的绕线圈式线圈一般由多匝组成，每匝由一股或多股并联的双玻璃丝包扁铜线(SBECE)、单玻璃丝包聚酯漆包扁铜线(QZSBCB或双玻璃丝包聚酯漆包扁铜线(QZSBECB平绕成梭形、棱形和梯形三种。（一）、绕线1圈式线圈绕线时，导线由导线夹紧装置拉紧，导线头嵌在模心引线槽内。引线长度须符合图样要求，并将头部导线敲平，紧贴在线模侧面。2按技术要求垫好匝间绝缘条或包扎好匝间绝缘。单排导线只有匝间绝缘，对于双排导线，还应有排间绝缘。3为了提高匝间绝缘的可靠性及槽的有被利用率，应采用高强度绝缘电磁线，匝间就可以不用绝缘垫条或包扎绝缘带。4线圈在绕制过程中，应防止线匝之间存在间隙。5特别注意导线绝缘损伤情况，当发现导线绝缘损伤时，要随即用同级绝缘修补好。6导线中间断头采用对焊机焊牢，并修补平整，包好绝缘。7线圈绕到规定匝数后，在模子上用扎绳扎牢，将线圈从模子上卸下。（二）、搪锡1线圈端部接头若采用铜焊或银铜焊)只需刮头，若采用锡焊，还必须预先将线头搪锡，以便于焊接。2刮头时，先把线头修整平直，单个生产可用手工刮，成批生产时，用刮头工具或在钢丝轮刮头机上清除纤维绝缘层。漆包线线头可采用化学药剂除去漆膜。3搪锡的焊剂采用松香酒精溶液严禁使用酸性焊剂)。先把所需搪锡的部分(比焊接部分加长5mm15mm)浸在焊剂内，然后放入锡锅，锡液的温度保持在250300，浸搪5s20s较粗的导线浸搪时间较长，取出后立即擦去多余焊锡，使导线仅留很薄的一层光亮锡层。如果一次搪不上，可以重复几次，必要时可将未搪上部分用砂纸打磨干净后再搪，直到完全搪上为止。（三）、张形和整形：1张形和整形是圈式线圈制造的关键工序。2高压线圈除了第一次整形外，还须进行第二次，甚至第三次整形。这些整形（也称复形）工序都是必不可少的。就是依靠整形模使线圆的几何形状一致，特别是树脂胶绝缘线圈，必须在胶未完全聚合固化前将线圈的几何形状校正准确。3模压后的工序以及工序间的搬运，都要防止线圈变形。热压后，胶已完全聚合固化，若再复形，复形量过大，易使绝缘受损，影响其使用寿命，甚至造成高压击穿。（四）、线圈绝缘：1线圈绝缘结构取决于绕组工作电压的高低和绝缘材料的耐热等级。2圈式线圈按电压等级可分为高压与低压两种。一般高压线圈是指额定电压为3000V及以上的线圈；低压线圈是指额定电压为500V及以下的线圈。3对于电压不大于500V的电机绝缘较简单，用于半开口槽的线圈，一般在嵌线时，槽内垫对地绝缘。线圈制造时，直线部分不另加绝缘，仅在端部加包绝缘。用于开口槽的低压线圈，对地绝缘可以在槽内垫绝缘，也可以包绕在线圈上。4对于3000V及以上的高压线圈，都是在线圈制造阶段包好对地绝缘，并进行绝缘处理。对于高压线圈，除了对地绝缘外还要进行股间绝缘、排间绝缘和匝间绝缘。另外线圈在制造过程中，经绕线、张形、整形、烘压、运输和嵌线等工序均有可能使匝间绝缘受到损伤，而且交流电机定子绕组的匝间短路一经发生，故障立即扩大，直至对地击穿，有的因短路电流过大而烧毁线圈。再由于匝间绝缘除了承受额定运行的匝间工作电压以外，还会遇到比它大得多的大气过电压和操作过电压。因此，要求匝间绝缘有足够的机械强度和电气强度。匝间绝缘的选择可根据首匝可能出现的最大过电压Us来选择。Us值一般应大于匝间工作电压的20倍，但小于0。35UNUN为电机的额定线电压)。5高压线圈的对地绝缘，要求紧密结实，并富有热弹性，端部还应有一定的柔软性，以减少嵌线时对绝缘的损伤。分为：（1）连续式绝缘是线圈直线部分和端部采用连续半叠包绝缘带，并经绝缘处理，成为连续的绝缘整体。（2）混合式绝缘是直线部分半叠包B级胶带，端部半叠包沥青云母带或玻璃漆布带。（3）线圈包好对地绝缘后，还得进行绝缘处理。其工艺方法有模压、液压及模液压。6线圈防晕处理：（1）高压电机在通风槽口及端部出槽口处附近的空气容易发生局部电离辉光放电，在电离处出现蓝色的荧光，这是电晕现象。（2）电晕不但产生热量，还产生臭氧和氮的氧化物，这些气体会损坏绝缘。当电压达6000V时，就可能有电晕现象产生。（3）为了防止产生电晕， 一般对主绝缘已固化成形的线圈，先在线圆的直线部分刷低阻半导体漆，然后平包一层无碱玻璃布带或石棉带，包好后再刷一层低阻半导体漆。使玻璃布带或石棉带被漆渗透，在室温下晾干。线圈端部涂刷中阻半导体漆。然后半叠包一层玻璃布带，再涂刷中阻半导体漆2次。待晾干后用特制的电极检查线圈表面电阻，电极对线圈表面的压力约为0。1MN/m2，用兆欧表测定电阻值，应符合要求。（4）采用一次成型防晕工艺时，在包完主绝缘后，先在直线部分半叠包二层低阻半导体带，然后在端部半叠包两层中阻半导体带，两种半导体带按规定搭接好。半导体带包好后。外包一层聚四氟乙烯带或聚脂薄膜，然后热压成型。（5）采用内屏防晕结构时，必须严格保证其位置和尺寸符合规定。二、条式线圈的绕制：（一）现代大中型电机的定子绕组采用条式线棒较多，尤其是水轮发电机普遍采用条式线圈。在定子铁心槽中沿高度方向放两个线棒，嵌线后，用纤焊方式将线捧彼此联接起来。组成双层绕组。每个线捧由小截面的单根铜股线组成，线捧中的股线沿宽度方向布置两排，高度方向彼此间要进行换位，以降低涡流损耗。（二）对于条式换位编织线圈，必须首先压出换位弯，然后进行接位编织成型。（三）弯制换位弯时，对于实心股线组成的线棒，换位节距不宜小子股线宽度的5倍，压换位弯是一排股线一次压出的，先利用定位板把一排所有股线，按图样要求的顺序，根据换位节距排列，股线扁放(而不是平放)。一端紧靠在定位饭，定位板做成阶梯形， 然后将排好的股线放在换位机的压模上，一次压出两处的换位弯。（四）绝缘：1条式线圈绝缘与前述的多匝圈式线圈的绝缘方式基本相同。2