中级电工工艺学教案 第四章交流电机修理

1、第四章 交流电机修理1、交流电机地位：在实际应用中，交流电机约占全部使用电机85以上，因此，掌握交流电机修理工艺及试验方法，对于维修电工来说，有着十分重要意义。 。2、交流电机分类：交流电机有同步电机和异步电机两大类。它们定子结构完全相同，但转子区别很大。第一节 交流电机绕组及其展开图一、概述1、三相交流电机绕组指哪些绕组：三相同步电机定子绕组及三相异步电机定子绕组和三相异步电机转子绕组都称为三相交流电机绕组。2、电枢绕组指哪些绕组：由于三相电机定子绕组或直流电机转子绕组为是能量转换“枢钮”，所以又称为电枢绕组。（一）三相交流电机绕组构成原则 交流电机绕组构成原则有以下三点。1、三相交流电机绕

2、组必须是对称分布。对称三相绕组应符合以下条件 各相绕组导体数、并联支路数相等，导体规格一样。 每相绕组在定子内圆周上均匀地分布，三相绕组在空间位置上各相差一个相同角度。2、绕组所建立磁场在气隙中分布接近正弦以使电机具有良好性能3、要有一定经济指标，即在相同功率情况下体积小，材料省、紧固耐用。（二）交流电机绕组分类 交流电机绕组种类很多1、按相数分：有单相和三相绕组；2、按槽内层数分： 单层绕组：同心式、交叉式和链式； 双层绕组： 有叠绕组和波绕组；3、按每极每相所占槽数是整数还是分数：又有整数槽和分数槽两种本节仅以三相单层和双层绕组为例说明绕组排列和连接。图4一l线圈单元组成a)单匝线圈单元b

3、)多匝线圈单元 c)多匝单元简化表示（三）绕组几个基本术语1、线圈单元：线圈单元是组成绕组基本元件，又称绕组元件。线圈单元可以由一匝或互相绝缘多匝导体组成，如图41所示。有效部分：线圈单元有两个线圈边，每个线圈边嵌放在槽内直线部分叫有效部分；端部：槽外部分叫端部。首端和末端：线圈单元有两个引出线，一个叫首端，另一个叫末端。2、极对数p 电机主磁场沿气隙按N、S、N、S交替分布，一对磁极形成一个周期。如果沿气隙有户个周期，则极对数为声。图42是极对数p=4电机磁场分布情况。3、电角度：一个圆周所对应机械角度为360°，但从磁场看，一对磁极就对应一个交变周期。把一个交变周期定义为360&

4、#176;电角度，电角度及机械角度之间关系为：电角度=p×机械角度4、极距：极距是指沿定子铁心内圆，每个磁极所占范围，一般用槽数表示为： -定子铁芯总槽数 -定子孙铁芯内圆直径（mm）5、节距Y 一个线圈两个有效边之间所跨过槽数称为线圈节距，简称节距，又叫跨距，用y表示。线圈节距一般总是接近或等于电机极距。整距线圈：Y=线圈称为为整距线圈。短距线圈：对于Y<线圈称为短距线圈；长距线圈：Y>线圈称为长距线圈。短距比：节距及极距比值称为短距比，用表示。采用短距绕组好处：，可减少高次谐波对电机影响，从而改善了电机性能，节约了端部铜线。在可能情况下，取-0.856、每极每相槽数q

5、 每相绕组在每个磁极下所占有槽数称为每极每相槽数，用我q表示式中 m1定子绕组相数。q个槽所占区域称为相带，用电角度表示。7、极相组(线圈组) 将一个磁极下属于同一相q个线圈按一定方式串联成组，称为线圈极相组或线圈组。图43交流电机绕组展开图a)绕组端面图b)绕组展开图8、单层绕组及双层绕组：槽内沿槽深方向只放置一个线圈边绕组称为单层绕组；沿槽深方向放置两个线圈边绕组称为双层绕组。9、绕组展开图 电机绕组分布在铁心圆柱面上形成圆筒形。图43a所示为四极电机一相绕组端面图。但要明了这8根导体具体连接方法，一般采用绕组展开图。设想把定子铁心沿轴向切开展平，把圆筒形定子绕组展开成平面图，这个平面图叫

6、做绕组展开图；如图43b所示。二、三相单层绕组（一）三相单层绕组分布、排列及连接原则1、各相绕组在每个极下应均匀分布。为此先将定子槽数按极数均分。每一等分代表180°电角度。再把每极下槽数均分成三个相带，每个相带占60°电角度。图44三相电机相带划分和排列2、U、V、W三相相带分布规律为：V相带滞后U相带120°电角度；W相带又滞后V相带120°电角度。图44是一台定子槽数Q1=24、极对数p=2三相电机相带划分和排列情况。3、同一相绕组各个有效边电流方向:在同极性下电流方向相同；在异极性下电流方向相反。图44中U相绕组有效边1、2、13、14在相同极性

7、下，设电流方向向上，而7、8、19、20在另一极性下，电流方向应向下。不同极性下相带用U(V、W)及U(V、W)分别标注。4、同相线圈有效边之间连接规则是：应使有效边电流在连接支路中方向相同。5、六个出线端规定：三相绕组最后剩下六个出线端，三个为首端U1、V1、Wl，另三个为末端U2、V2、W2。首端U1、V1、Wl位置互差120°电角度，末端U2、V2、W2也互差120°电角度。（二）几种三相单层绕组 应用上述绕组分布排列及连接原则可绘制出以下几种三相单层绕组。1、单层同心式绕组 方法： 现以图44所示三相电机为例，说明绕组展开图画法。根据上述原则先连接U1相如图45a所

8、示。再按同样方法分别连接V1相和Wl相。图45b是U1、V1、Wl三相画在一起单层同心式绕组展开图。由于这种绕组大小线圈中心线重合，因此称为同心式绕组。图45三相同心式绕组展开图b)三相同心式绕组三相展开图图45三相同心式绕组展开图 a)三相同心式绕组一相展开图图46三相交叉同心式绕组一相展开图 交叉同心式绕组 对于每极每相槽数q=4电机，可把4个线圈分成两半，成为左右两个同心式线圈组。这样同心式绕组称为交叉同心式绕组。图46是Q1=24、2p=2和并联支路数a=1三相交叉同心式绕组中一相展开图。2、链式绕组 仍以Q1=24、2p=4和 a=1电机为例，如果将线圈边连接次序改变为图47所示，则

9、绕组是由相同节距线圈组成，线圈是一个环，形如长链，故称为链式绕组。图47是三相链式绕组中一相展开图。3、交叉链式绕组 交叉链式绕组是采用不等距线圈组成，它主要用于每极每相槽数q=3(或其他奇数)、2p=4或6小型异步电动机中。 图48是定子槽Q1=36、极数2p=4、a=1三相交叉链式绕组中一相展开图。在每对极下，有一个由两个节距为y=8大线圈组成线圈组和一个节距为y=7小线圈。两对极共有四组线圈反连。图48三相交叉链式绕组一相展开图图47三相链式绕组一相展开图三、三相双层绕组 双层绕组是在每一个槽中放置两个线圈边，一个边在上层，一个边在下层，如图49所示。图49双层叠绕组示意图1、双层绕组主

10、要优点是： 可以选择最有利节距，这样可使异步电动机磁场波形更加接近正弦，从而改善了电机性能；所有线圈具有相同形状、相同尺寸，便于生产； 可以组成较多支路； 电机端部整齐。2、功率在lOkW以上三相异步电动机定子绕组均采用双层叠绕组。（一）整距双层叠绕组 图410为Q1=36、2p=4、a=1三相整距双层绕组中U1相展开图。该绕组，每极槽数为9。各相带分布规律及前面所说单层绕组相同，所不同是每槽有上下两层导体。上层导体编号以1、236表示；下层导体编号以1、236"表不。图410三相整距双层叠绕组中U1相绕相展开图因为是整距绕组，所以y=9。线圈1是由导体1及10'组成，线圈2

11、是由导体2及1l组成，其余类推。为清楚起见，图上以实线表示上层导体，虚线表示下层导体。现按以下次序：110、211及312三只线圈连成第一个线圈组，按同样方法连成第二、三、四个线圈组。这四个线圈组成了U1相，如图410所示。图4一11三相短距双层叠绕组一相展开图由于每相四个线圈组电动势方向为正向和反向相间隔开，串联时要采用反串联(也可以采用四个线圈组并联连接)组成U1相绕组。因此四极电机双层绕组最大支路数为4。对于p对极电机最大支路数为2p。（二）短距双层叠绕组 如果将上例中线圈节距缩短两个槽距，即y=7，把导体18、29367等分别连成线圈。及上例比较，上层导体位置未变，只是下层导体都向左参

12、动了两个槽距，如图41t1所示。同样，如果选用不同书距y，下层导体将移过不同槽距。（三）三相双层波绕组 图412三相波绕组一相展开图1、叠绕组缺点：从图411可以看出，叠绕组间连线较长。在极数较多时，连接线非常多。对于绕线转子异步电动机转子绕组，如果连接线过多，就不易绑扎固定，同时转子也不易平衡。为了避免这个缺点，绕线转子往往采用波绕组。 波绕组相带划分及槽分配和叠绕组完全相同，连接规则和直流电机波绕组相似，即把所有同一极性下(例如N1、N2)属于同一相线圈按一定次序串联起来，组成一组，再把所有另一极性下(如S1、S2)属于同一相线圈也按一定次序串联起来，组成另一组；最后把这两组线圈根据需要接

13、成串联或并联，这样构成了一相绕组。例如把上面所分析四极36槽y=8定子绕组绕成波绕组，其展开图如图412所示。四、线圈圆形接线参考图1、三相绕组展开图优缺点：能清楚表示出绕组节距、线圈组数及连接方法。但由于线圈边重叠，画起来比较复杂、圆形接线参考图优点：因此在工厂实际生产或修理时，为了能清楚地看出各线圈组之间连接方式，常采用圆形接线参考图。、画法：画接线参考图时不管每极每相有几个槽，或一个极相组有几个线圈，每个极相组用一个带箭头圆弧短线表示，箭头表示电流方向。现以36槽三相四极电机绕组为例，说明圆形接线参考图画法和含义。 1)定子圆周按极数分成2p段圆弧。每段圆弧再按相数分成三小段。三相四极电

14、机圆弧段数为4×3=12，如图413所示。 2)极相组排列顺序及绕组展开图一致。依次给每个极相组(对应于一段圆弧)编号，极相组由23三个线圈组成，由456三个线圈组成，其余类推。36个线圈共组成12个极相组。根据60°相带分配原则，、四组属U相；、四组属v相；、四组属W相。 3)三相绕组首端相隔120°电角度。如果极相组始端作为U1相首端U1，则极相组始端为V1相首端V2；极相组始端为Wl相首端Wl。 4)从图413可以看出，各段圆弧箭头相反，按此顺序连接各极相组。图413a、b、c分别表示三相四极电机连成一路(n=1)、两路(n=2)和四路(口=4)时圆形接线参

15、考图。第二节异步电动机修理和试验一、单速电机定子绕组局部修理（一）定子绕组绝缘不良（受潮）处理 、造成绕组绝缘不良原因：电机长期停用或存放、安装保养不当、周围潮湿空气、灰尘油污、盐雾、化学腐蚀性气体等侵入，都可能使绕组绝缘电阻下降。、方法：测量电机对地绝缘电阻和相间绝缘电阻时，可把Y形或形联结片拆去，用500V兆欧表量棒分别接触出线头和机座以及两个不同相出线头来进行测量。、受潮标准：如果测量出对地或相间绝缘电阻小于038，则说明电机绕组已受潮。、处理方法：需要烘干处理后才能使用。这时不宜用通电烘干法，宜用灯泡、电炉、烘箱等加热烘干。有些电机绕组原来绝缘就没有处理好，或电机绝缘老化，经常因停用几

16、天即发生绝缘电阻下降现象，可以烘干后再浸漆处理一次。（二）定子绕组绝缘不良（接地）故障检修 、接地原因：还可能因绝缘损坏使绕组接地。、绝缘损坏原因：因电机长期过载运行，使温升超过规定值，导致绝缘老化发脆；或因导线松动、硅钢片未压紧有毛刺等原因，在振动情况下擦伤绝缘；或因定子和转子相擦，使铁心过热、烧伤槽楔和槽绝缘；或因电机绕组制造不良等都能造成电机绕组接地故障。、检查定子绕组接地故障主要方法为： 1)用500V兆欧表测量对地绝缘电阻，当转动摇柄时，指针指到零，表示绕组对地短路。有时指针摇摆不定，则说明绝缘已破损，不过尚有一个不稳定电阻存在。 2)有条件可用高压试验变压器来检查，将电压升高到50

17、01000V时，跳火花处便是接地点。 )用以上方法不能发现接地点时，则接地点可能在槽内，这时可先拆开Y形或形联结片，确定某一相接地后，再把该相极相组间连线剪开，用分组淘汰法逐级找出接地点。、处理方法：排除接地故障时，应仔细观察绕组损伤情况，除绝缘已老化外，都可以局部修补。如果接地点在槽口处或槽底线圈出口处，而且只有少数几根导线绝缘损伤，则可将绕组加热，待绝缘物软化后，用划线板撬开接地点槽绝缘，垫入适当绝缘物，或将导线局部包扎后，涂上自干绝缘漆即可。如果接地点在槽内，一般应更换绕组。(三)定子绕组短路故障检查和修理 定子绕组短路主要是相间短路和匝间短路。、相间短路引起相间短路原因：可能是绕组连接

18、线或出线套管绝缘被击穿而损坏；也可能是槽内相间绝缘被击穿或者没有垫好。检查方法：相间短路可以用万用表、兆欧表逐级检查找出短路点。 、匝间短路：引起匝间短路原因：导线本身绝缘损坏，导致相邻导线接触而发生匝间短路故障。匝间短路后果：此时短路匝内产生很大环流，使绕组迅速发热、冒烟、发出焦臭味。短路匝数较多时甚至熔断保险丝。找出短路点方法 1)外表检查法：如果是小型电机，将电机空转一分钟左右，然后停车，迅速打开端盖，取出转子，用手摸绕组端部，如果有一个或一组线圈比其他热，即表示这线圈有匝间短路故障存在。如果空载过程中有焦臭味或冒烟现象，应立即切断电源。图414短路侦察器检查匝间短路 a)用电流表检查b

19、)用软铁片检查 2)开口变压器检查法：为了不使短路线圈受到大电流烧伤，最好用开口变压器(又名短路侦察器)来检查。其方法如图414所示。将侦察器放在定子铁心中所要检查线圈边槽口上，把侦察器线圈通入交流电，这时侦察器及定子铁心构成一个磁回路。侦察器线圈相当于变压器一次绕组，被试线圈相当于二次绕组。若被检查线圈有短路，则串在侦察器线圈回路里电流表读数就大。也可用一根软铁片(或断锯条)放在被检查线圈另一边槽口，如被检查线圈有短路故障，则这线圈内会有感应电流流过，使软铁片发生振动，发出吱吱声。将侦察器沿定子内圆逐槽移动测试，找出短路线圈位置。使用侦察器时要注意，对于多根并绕或并联绕组，必须把各支路拆开。

20、、短路修补 如果短路点在槽内，则将该槽绕组加热软化后翻出，换上新槽绝缘，将导线短路部位用绝缘材料包好，然后重新嵌入槽内，再按上述方法检查。如果短路匝数很少，只占每相总串联匝数112以下时，为了应急，可将短路线圈一端切断，用跨接法将短路线圈两边完好部分重新接通。如无法用上述方法处理时，应拆下重绕。 I（四）定子绕组断路故障检查和修理 1、造成定子绕组断路原因：电机绕组内部导线断开，或各种引接线没有焊牢，造成绕组断路故障。、断路后果：若一相绕组断开：便不能起动，如果正在运行时断开：电机可能继续运行，但电流增大，并发出很大嗡嗡声。如果负载较大，几分钟内可将尚未开路其他部分烧坏。、检查方法：图415检

21、查断路故障方法一相断路可用兆欧表、万用表检查。如图415所示。拆开各种连接线再逐级检查，便可找出断路点。 7kW以上电机绕组一般是用两根以上导线并绕或二路并联。这种电机如果有较大嗡嗡声、三相电流不平衡以及过热现象，则可能是一根导线或一路绕组断路。可采用以下两种方法检查。图416用电流平衡法检查多路并联 星形联结绕组断路 电流平衡法 对于Y联结电动机，可将三相绕组并联后，通入低电压大电流交流电(一般可用交流弧焊机)。如果三相电流相差5以上时。电流小一相为断路相，如图416所示。然后拆开断路相并联支路逐相检查，找出断路支路。 对于三角形联结电机可改接成星形后，再按上述方法检查。 电阻法用双臂电桥测

22、量三相绕组电阻，若三相电阻值相差5以上时，电阻较大一相绕组可能有断路故障（五）定子绕组接线错误及嵌反检查 、定子绕组接线错误或嵌反后果：绕组接线错误或嵌反后，通电时绕组中电流方向变反，因此电动机就不能正常运行。由于电动机磁场不平衡，会引起振动。三相电流严重不平衡，会使温升增高，甚至烧坏电机。图417用绕组串联法检查绕组头尾 a)判断同相b)、c)判断两相头尾 -、绕组接错及嵌反一般有两种情况：一种是绕组外部头尾接反；另一种是绕组内部个别线圈或极相组接错或嵌反。、三相绕组头尾接反两种检查方法干电池法：方法：用两节干电池和一只电珠串联，一头和电动机绕组l任意一个出线端相连，另一头分别及其他两出线端

23、相连，如灯亮，表示这两个出线端属同一相，见图417a。用同样方法分清其他两相出线端。然后将任意两相绕组和电珠三者串联，将第三相一个出线端接在电池负极上，用另一个出线端去接触电池正极，如果灯亮，表示及电珠相连两个出线端，一个是第一相头，另一个是第二相线尾，见图417b。如灯不亮，则表示它们是尾尾相连(或是头头相连)见图417b。再用同样方法判断第三相头尾。 原理：上述方法称为绕组串联法，它是利用电磁感应原理来判断。当第三相绕组突然接通电源时，绕组内部会感应电动势，同时在另外两相绕组中也会感应电动势，当这两相绕组头尾相连时，接到电珠上电压是这两相绕组中感应电动势之和，故灯亮。反之，这两相绕组头头相

24、连(或尾尾相连)，则接到电珠上电压是这两相绕组中感应电动势之差，正好抵消，故灯不亮。注意事项：由于感应电动势是电源接通一瞬间产生，因此观察时要特别注意。如灯泡亮度不够而不易观察时，可用400左右耳机或扬声器响声来代替灯光。万用表法：图418用万用表检查绕组头尾a)指针不动，绕组头尾连接正确b)指针摆动，绕组头尾连接不对方法：用万用表毫安挡，按图4一18所示接法进行检查。检查时盘动电动机转子，如万用表指针不动，说明三相绕组头尾连接是对，因为转子铁心中剩磁在定子三相绕组中感应电动势相量和等于零，因此i=0。如果万用表指针摆动，则说明三相绕组中有一相头尾接反，因此定子三相绕组中感应电动势相量和不等于

25、零。4、绕组内部个别线圈或极相组接错或嵌反检查方法 将低压直流电源(一般用蓄电池)通入某相绕组，用指南针沿着定子铁心内圆移动，逐槽检查，如指南针经过各极相组时，指针方向交替变化，表示接线正确；如经过相邻极相组时指南针方向不变，表示极相组接错；如果一个极相组中个别线圈嵌反，则在本极相组范围内，指南针指向会是交替变化。这时可把绕组故障部分连接线或过桥线加以纠正。如指南针指向不明显，则应提高电源电压，再行检查。二、单速异步电机定子绕组拆换电机定子绕组由于制造、使用等原因造成严重故障而无法修理时，必须将绕组全部拆换。（一）绕组拆换步骤1、记录铭牌和原有数据 在拆下旧绕组时，必须记录以下项目，作为做绕线

26、模，选用线规，绕制线圈和复算依据。 (1)铭牌数据 型号 功 率 转 速 绝缘等级电压电流接法(2)铁心和绕组数据 总槽数绕组形式每槽线数 节距 线规(并绕股数直径) 并联路数 导线类别铁心长 铁心内径 铁心外径 槽形尺寸(图419) (3)绕组尺寸1)在拆绕组前记下绕组端部伸出铁心长度Z(见图420)。 2)根据绕组形式记下所需尺寸。图421a、b、c和d是四种常用绕组形式。 3)称出拆下旧绕组全部重量。图419槽形尺寸图420绕组端部长度图422电机绕组接成开口三角形 通电加热法2拆除旧绕组方法： 通电加热法 有以下几种情况1)如果是380V三角形联结一般小型电机，可改成星形联结，间断通3

27、80V电源加热。 2)用三相调压器接入约50额定电压，间断通电加热。 3)把电机接成开口三角形，间断通人220V单相交流电，如图422所示 4)如果电源容量不够，则可用单相310kVA380V1216V降压变压器，或者用电焊机，先对一组或一个线圈加热，一边加热，一边拆除，直到全部拆除为止。 通电加热法，最适用于大、中型电机，其温度容易控制，但必须要有足够容量电源设备。如果绕组中有断路或短路线圈，则不能用此法，可用溶剂溶解法。 溶剂溶解法 在绝缘漆未老化情况下，拆除05kW以下电机绕组时可用以下溶剂浸泡。其成分中质量分数分别是丙酮25、酒精20、苯55。将这些溶剂按重量比例混合，把电机浸入溶液内

28、，待绝缘软化后，即可取出拆除。 注意：使用溶剂时要防火和防止人体中毒。 溶剂溶解法费用太贵，除微型电机外不宜采用此法。 木柴火烧法 先将电机立放，在定子内孔加入木柴火烧，使绝缘物烧焦，但要注意火势不能太猛，时间不宜太长，应以烧焦绝缘物为止。一般经验是烧到本身原来槽楔能自行燃烧时，即应少添柴火，再经510min即可熄火。 拆除绕组步骤是在查清绕组并联路数后，翻起一个跨距内上层边，翻起高度以不妨碍下层边拆出为止，然后逐个拆出线圈。 l3、绕组简单计算 可以保持原来导线规格、匝数不变可以根据定子、转子铁心主要尺寸对绕组进行简单核算，如发现原数据不够正确，可作适当调整，核算主要内容：是决定绕组匝数和导

29、线截面积。匝数及电动机额定电压有关，计算时主要取决定于气隙磁通密度导线截面积及电动机功率有关，计算时取决于电流密度，既取得大，则铁耗增大，取得大，则铜耗增大。 (1)绕组匝数计算 每相绕组串联匝数N1计算 定子频率(Hz)； -为定子铁心内圆直径；-定子铁芯长度；p-磁极对数-气隙磁通密度； U1-定子电压；绕组系数；为和乘积，为定子绕组分布系数，为定子绕组短矩系数，其数值见表41和表42。 压降系数。 压降系数可由图423曲线查得， 修理时，只要测得定子铁心内圆直径及长度，并选择适当，就可算出每相绕组串联匝数N1。关于选取：公式中U1、p、Di、都是固定值，KE可由图423查出，范围变化很小

30、，故N1决定于；取得高一些，N1匝数就少一些，因而可节省导线。但取得过高，将使励磁电流和铁心损耗增大；若取得过低，则N1匝数增多，导线用量增加，电阻增大，铜耗不但增大且嵌线困难，所以气隙磁通密度选取非常重要。表43列出B数值，供核算时参考。 表4-3气隙磁通密度B6(T) 电动机外壳防护型式 极 数 2极 4极 6极以上 防滴式 0.50-0.70 0.65-0.80 0.650.80 封闭式 O500.70 0.600.75 0.60-0.75 表中所列数据，仍有一定范围，究竟取什么样数值，要根据电动机通风方式、功率大小以及铁心质量等因素来决定。如铁心质量不高，可取低一些；功率较大，可取略高

31、一些。总之，选取因素较多，只能在实践中不断积累这方面经验。 每槽导体数计算 a-支路数 P-磁极对数 q-每极每相槽数 Q1-定子铁芯总槽数 每槽导体数应取整数。 每槽线圈匝数计算：对于单层绕组，每槽线圈匝数=，对于双层绕组，每槽线圈匝数=12，这时必须取偶数。 185kW以下单层绕组小型电动机简化计算：一般都采用整距线圈(=1)，088；当=50HZ时，N1计算可简化为 计算可简化为 例：修理一台Y132-2，75kW、380V电动机，测得定子铁心内径Di=116mm；铁心长度=125mm；槽数Q1=30；绕组形式为单层同心式；接法为；极对数P=1；并联支路数a=1，求每槽导体数。 解：单层

32、同心式每槽线圈数及每槽导体数相等。根据电动机防护形式和极数，选取气隙磁通密度B=058T，故匝(取37匝)计算结果及附录I所列数据37匝相同。(2)导线尺寸选择 导线尺寸选择可用下面两种方法。1)根据铭牌上额定电流选择：电动机铭牌上额定电流是线电流 当三相绕组为丫形联结时，额定电流等于每相绕组相电流。导线截面积可由下式计算 S导线截面积()；电动机额定电流(A)；J导线允许电流密度(A)。 导线允许电流密度:是指导线单位截面积允许长期通过电流。对于铜线一般选为4565A，功率较小、绝缘等级较高和通风条件好电动机，可取较大值。 算出导线截面积后，可根据导线规格表取截面积相近标准线规。 对于形联结

33、电动机，额定电流等于每相绕组相电流倍，故导线截面积为 2)根据定子槽截面积选择：当电动机额定电流无法查到时，可根据定子槽截面积来计算导线截面积。计算步骤如下： 首先，测量定子槽形尺寸，算出槽截面积S:槽截面积由梯形面积S1和半圆形面积S2两部分组成，总截面积 S=S1+S2，见图424。 接着，根据经验公式，求出槽内导线总截面积: 槽内导线总面积()； S槽总面积()； K填充系数K可由表44选取。最后,计算每根导线截面积: 每根导线截面积()； N每槽导线匝数。对于单层绕组，N=；对于双层绕组，N=2。每槽线圈匝数4、绕线模简易设计在拆除旧绕组时留下一只完整线圈，用它作为制作绕线模依据，否则

34、就要重新设计绕线模。小型低压(380V)电机常用几种绕线模简单设计方法（1）双层叠绕组 双层叠绕组线模模心如图4-25a所示。 模心宽度A -模心宽度（mm） ; -定子铁芯内径（mm）; -定子槽高（mm） Q1- 定子铁芯槽数； Y1-以槽数表示定子线圈节距；x-经验数据。 模心直线部分B -模心直线部分长度； l-定子铁心长度；a-定子线圈直线部分伸出铁芯单边长度，其中a取10-20 mm，功率大极数少取大值 模心斜边部分c c-模心斜边长度； t-经验数据 可从表4-5中查图425绕组绕线模模心a)双层叠绕组b)单层同心式绕组c)单层交叉式绕组d)单层链式绕组 (2)单层同心式绕组 单

35、层同心式绕组模心如图425b所示。各处尺寸可用下式表示。 大、小线圈模心宽度A1，A2 A1-大线圈模心宽度（mm）;A2-小线圈模心宽度(mm);- 大线圈以槽数表示节距；-小线圈以槽数表示节距、-经验数据，可由表4-6查 模心直线部分B 大、小线圈端部模心圆弧半径 A1-大线圈端部模心圆弧半径；A2-小线圈端部模心圆弧半径 (3)单层交叉式绕组 单层交叉式绕组模心如图425c所示。 A1、A2计算公式 及单层同心式绕组公式(420)和(421)相同，但应以交叉式绕组和数值代人。 模心直线部分B公式 及双层叠绕组公式(418)相同。 交叉式绕组大、小线圈端部模心圆弧半径R1、R2 、-经验数

36、据，可由表4-6查 (4)单层链式绕组 单层链式绕组模心如图425d所示。 模心宽度A 及双层叠绕组公式(417)相同，但x数值应按表46链式绕组形式数值选取。 模心直线部分B选取及单层同心式绕组相同。 线圈端部模心圆弧半径R -经验数据经验数据，按表46选用。 R链式绕组端部模心圆弧半径(mm)。 (5)模心厚度及夹板尺寸 模心厚度：模心厚度b如图426所示。n每层导线根数，可自行确定，若为多根并绕，则为并绕根数乘每层线圈匝数： d1单根导线绝缘后直径(mm)；b模心厚度(mm)。一般功率较小电动机b=810mm，功率较大电动机b=1015mm。 夹板尺寸：夹板形状及模心相同，每边比模心放出

37、长度约为线圈厚度e+(510)mm，见图426。夹板上应留引线槽及若干扎线槽。线圈厚度e可按下式计算。图4-27放线架 e线圈厚度；N1-线圈匝数5绕组绕制和检查 散嵌式绕组是在专用绕线机上用绕线模绕成，绕线机有手动和机动两种。 手动绕线机：是结构简单，使用方便，但劳动强度大，只适用于并绕导体根数较少绕组。 机动绕线机：对于并绕根数较多散嵌绕组和成形绕组，用机动绕线机比较合适。 工艺： 比较先进工艺：是把属于一相线圈一次连续绕成，中间不用剪断，把极相组之间连线放长一些，并套上套管。这样便可省去一道接线工序，提高工效，节省材料，也减少焊头，提高质量。 以极相组为单元绕制：对于单层绕组，过去都是以

38、极相组为单元绕制，这样嵌线比较方便，但需要增加一次接线工序。 对于双层绕组，一般按极相组为单元进行绕制。绕制时，把导线放在线盘架上如图427所示，并通过导线夹拉直导线。导线夹可固定在放线架上，在上下夹线板之间垫以厚羊毛毡，把导线夹在两层羊毛毡之间，以免损伤绝缘。 绕制时应注意 要使线圈排列整齐，避免交叉重叠 多根导线并绕时，要注意尽可能使这几根导体同时转入第二层，以保证排列整齐。因此设计绕线模时，应注意使线槽宽度等于并绕导线直径之和倍数。 导线线径必须符合设计要求 对于维修电机，可针对原有电机性能上弱点，作适当调整。比如说，对于异步电动机，如果原有电机定子温升过高，而空载电流又不大，可略加粗导

39、线直径，减少一点线圈匝数，这样可适当降低定子温升，又不会使磁路过于饱和。 绕组匝数要符合要求 对于异步电动机，匝数增多会造成嵌线困难，浪费铜线，并会增大电机漏抗，从而降低最大转矩和起动转矩，匝数少了会使电机空载电流增大，功率因数降低。图4-28散嵌线圈槽绝缘结构 绕线时必须保护导线绝缘 不允许有破损，否则将造成短路。6配置定子绝缘(1)槽绝缘配置 槽绝缘厚度在0205mm之间。 槽绝缘高度新型y系列电动机槽绝缘高度，可以不出铁心槽口，在槽楔下加垫条，如图4-28c所示。图4-29 散嵌线圈出槽口处绝缘方式较老式电机槽绝缘，其高度超过铁心槽口，嵌线后，插入槽口处，再用槽楔压紧，如图4-28a及b

40、所示。 两端槽口部分绝缘有三种情况：不再另外加强，见图4-29a；反折加强但不伸人槽口，见图4-29b；反折，并且伸人槽口，见图4-29c。 槽楔及下衬垫材料：槽楔下衬垫材料规格和槽绝缘相同。槽楔用厚25及4mm竹楔制成，并经变压器油煎煮处理，或用3240环氧酚醛玻璃布板制成并经浸漆处理。(2)端部绝缘 端部相间绝缘材料：用一层及槽绝缘相同规格材料。 端部必须绑扎：为了减少因运行时产生电动力使线匝间产生摩擦，端部必须绑扎。小功率电机接线后，用经浸1032漆处理无碱玻璃丝带疏绕扎紧；大功率电机绕组在嵌线以前，用玻璃漆布带半叠包，包扎长度为端部1/3嵌线后再疏线扎紧。(3)引出线绝缘 引出线绝缘材

41、料：电机引出线采用丁腈聚氯乙烯线或丁腈橡胶线。 方法：及线圈端头绞接处以015*15mm醇酸玻璃漆布带半叠包一层，外部再套醇酸玻璃丝套管一层，最后把电缆及连接部位在端部绑扎时一起扎牢。7散嵌绕组嵌线 图430单层链式绕组展开图绕组展开图是嵌线工作主要依据。在考虑嵌线工作之前，先要把展开图搞清楚，可保证接线正确，而且可合理安排嵌线次序，并可保证绕组布置整齐合理。另外，嵌线时需要注意尽可能使出线位置互相靠近，并靠近电机出线口。现分别讨论几种不同绕组嵌线工艺特点。(1)单层链式绕组嵌线Y系列铁心外径为260mm及以下电机定子绕组，当q=2时，采用单层链式绕组。现以Q1=24、2p=4、q=2、y=5

42、(即16)定子绕组为例说明嵌线过程。其展开图如图430所示，这种绕组可考虑按以下程序嵌线。 步骤：1) 先把任一相第一个线圈带有引出线一边(如带有U1一边)嵌入槽内。因为它端部将被压在下层，称为下层边。在嵌第一个槽时就要安排好出线位置，使得三相出线为最短。第一个线圈另一边暂时不嵌，这种线圈俗称起把线圈。2) 向左数空一个槽，嵌入第二相第一个线圈带有引出线一边(如带有W2一边)，另一边也暂时不嵌，这些暂时不嵌线圈边应用棉线吊起。3) 向左数再空一槽，嵌入第三相线圈带有引出线一边(如带有V1一边)，另一边按y=5规定嵌入槽内。4) 再空一个槽，嵌人第一相第二个线圈，这时应注意及本相第一个线圈连线应

43、该是上层边及上层边相连。当以后再嵌本相第三个线圈时，则为下层边及下层边相连。图431单层交叉链式绕组展开图5) 以后第二、三相按空一槽、嵌一槽规律，轮流将U1、V1、W1相线圈嵌完，最后把第一相和第二相第一个线圈上层边嵌入，整个绕组就全部嵌完。 单层链式绕组嵌线工艺特点：第一，起把线圈数等于q；第二，嵌完一个槽以后，空一个槽，再嵌另一相下层边；第三，同一相线圈连接规律是上层边及上层边相连，下层边及下层边相连。 (2)单层交叉链式绕组 Y系列铁心外径为260mm及以下电机定子绕组，当q=3时，采用单层交叉链式绕组。现以Q1=36、2p=4、q=3、y=7(即18)1和y=8(即19)2(表示在3

44、个线圈中，节距为18线圈有一个，19线圈有两个)定子绕组为例，其展开图如图431所示。 步骤：1) 选择好嵌第一槽位置。2) 把第一相两个大线圈中带有引出线(如U1)线圈边嵌入槽中，上层(指线圈端部在上层)边暂不嵌；紧接着嵌另一个大线圈边下层(指线圈端部在下层)边，上层边也暂不嵌。3) 向左数空一槽，把第二相小线圈有引出线(如W2)线圈边嵌入，上层边也暂不嵌。4) 向左数再空两个槽，把第三相两个大线圈中带有引出线一边嵌入，按大线圈节距19把上层边嵌入，紧接着嵌入另一个大线圈下层边和上层边。5) 向左数再空一个槽，嵌第一相小线圈边，这时应注意大线圈及小线圈连接方式应该是上层边及上层边相连或下层边

45、及下层边相连。然后按小线圈节距18把上层边嵌入槽内。 6) 再向左数空两个槽，嵌第二相大线圈，按上层边及上层边相连或下层边及下层边相连原则，把一个大线圈下层边嵌入槽内。再按节距19把上层边嵌入槽内，紧接着嵌另一个大线圈。 7) 再向左数空一个槽，嵌第三相小线圈，嵌线时注意本相连接。再按上述方法，把U1、V1、Wl相线圈嵌入槽内。最后把第一相和第二相起把线圈嵌入槽内。 交叉绕组嵌线特点： 图432单层交叉同心式绕组展开图第一，起把线圈数等于q；第二，一、二、三相轮着嵌，先嵌双连，然后空一槽，嵌单连，空两个槽，再嵌双连，再空一个槽嵌单连，再空两个槽嵌双连直至嵌完。第三，同相线圈之间连接规则及链式绕

46、组一样。(3)单层交叉同心式绕组 Y系列铁心外径为260mm以下电机定子绕组，当q=4时，采用单层同心交叉式绕组。现以Q1=24、2p=2、q=4、y=11(即112)和y=9(即211)定子绕组为例来说明嵌线工艺，其展开图如图432所示。 步骤1) 选择好第一个槽位置。2) 把第一相第一组小线圈带有引出线一边(如U1)嵌入槽内，另一边暂不嵌，接着把大线圈下层边嵌入，上层边也暂不嵌。3) 空两个槽，把第二相第一组(有出线W2一组)两个下层边嵌入槽内。上层边也暂不嵌。4) 再空两个槽，把第三相第一组(有出线V1一组)两个下层边嵌入槽内，并根据y=9和y=11把两个上层边也嵌入槽内。 单层交叉同心

47、式绕组嵌线特点：第一，起把线圈数等于4；第二，在同一组线圈中嵌线顺序是先嵌小线圈再嵌大线圈；第三，嵌线规律是嵌两个槽，空两个槽；第四，同相线圈间连接方法和上述绕组相同。 单层绕组穿线工艺：上面所说三种单层绕组嵌线方法，都要事先把连线套好套管。目前我国有些电机厂都采用“单层绕组穿线工艺”。在嵌线前，先将三相绕组按一定规律穿好，然后根据以上方法把穿好线圈按次序嵌入槽内。这时连线不需要套套管，也不需要放长，因此端部整齐，并节约了材料。(4) 双层绕组 Y系列铁心外径为290mm以上异步电机，基本上采用双层叠绕组。 双层叠绕组线圈是按极相组绕制，嵌线工艺比较简单。 应该注意是开始时在y节距个上层边暂不

48、嵌，等其余线圈下层边嵌完后，再嵌这y个线圈上层边。另外，上下层边之间要注意垫放层间绝缘。嵌完绕组后，用橡皮榔头或竹片板把端部打成喇叭口。端部整好形后，将端部相间绝缘纸修剪整齐，纸高出导线约48mm，除中型电机每圈包扎外，其余可在嵌完线后再统一包扎。因为电机在起动过程中，导线将受电磁力振动。故端部必须包扎结实。8接线 在实际接线时，均绘圆形接线参考图，按图示方向接线。 各极相组连接方向及相头位置(即U1、V1、Wl端位置)可按以下规律确定。 1)先将各个极相组或线圈组用短圆弧表示，并均匀分布在圆周上(见图433)。 2)在短圆弧上画出箭头，表示接线方向。箭头方向规律为一正一反相间隔。 3)对每相

49、支路数a=1电机，选择一个极相组(或线圈组)箭头尾端为U1相头，把属于U1相极相组或线圈组，接箭头方向串联接好，就组成了U1相绕组。然后依U1相第一个极相组箭头方向，向前移过120°电角度(即60°相带两个相带，在图433中即两个极相组)，就找出V1相头位置。依同样规律，把V1相连接好。W1相也按同样方法连接。 为了使三相绕组相头互差120°电角度，可有不同引出线位置:图433表示四极单支路电机两种不同引出线位置。图433a中V1相比U1相滞后120°电角度，W1相又比V1相滞后120°电角度，但六根引出线端位置比较分散。如果按图433b所示位置，电气效果是一样，但这样六根出线端位置比较集中，有利线头引出，又节省了引线。因此，常为工厂采用。 4)对于每相支路数a>1电机，支路之间并联连接原则是： 各支路顺着箭头方向连接。 并联后各条支路线圈组数应相等。 各支路头及头相连接，尾及尾相连接，不能颠倒。 现仍以三相四极电机为例，按照上面所说原则接成两路并联。首先将每相线圈组分别串联成两条支路。再将两条支路并联，如图434所示。其中图434a是面线并联，图434b是底线并联，其效果一样。9绕组端部绑扎 绕组端部绑扎原因：交流电机运行时，各相绕组均有交流电流通过，三相绕组端部受交流电动力作用，因而要产生振动和摩擦，特别是电机起动或短路