2022年三相异步时机绕组教案2

1、电机与变压器第十四讲授课2 节授课0.5 课题： 1、三相双层绕组 叠绕组 2 、波绕组简介课时日期授作业2 拟用课 方讲授 提问题数时间式教1. 把握三相异步电动机双层绕组的组成选模型、自制挂图用学教目2. 把握三相异步电动机双层绕组绽开图的绘制具的挂图重1. 三相异步电动机双层绕组的组成难三相异步电动机双层绕组绽开图点2. 三相异步电动机双层绕组绽开图的点的绘制绘制教复习： 1、小型三相异步电动机的定子绕组什么结构的绕组？. 2、按线圈的形式分类,单层绕组可分为哪几种形式学回 导入课题：顾 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 导 能量转换的关键部件,也是简

2、洁受到损耗的部位；目前损坏的电动机中,80左 入 右要修理绕组；所以把握定子绕组的基本结构、连接方法及绽开图的绘制,明白 课 常见故障的处理方法都是特别必要的；题授课老师： 黄 文 进 教研组批阅：科批阅日期：一、讲授新课一、双层绕组的概念：双层绕组的每个槽内有上、下层两个线圈边,每个线圈的一条边嵌放在某一槽的 上层,另一条边就嵌放在另一槽的下层,整个绕组的线圈数正好等于槽数；双层绕组的主要优点是：l 可以挑选最有利的节距,例如 y 5 / 6,以使异步电动机的旋转磁场波形更接近于正弦波；由于非正 弦波含有高次谐波重量,而谐波重量增加电动机的损 耗、噪声、振动,削减电动机的输出功率；2 全部线

3、圈具有同样的外形和尺寸,便于制造；3 可以组成较多的并联支路,简洁制造大容量电 动机, 10kW以上的电动机一般都采纳双层绕组；4 端部外形排列整齐,有利于散热和增加机械强度；双层绕组主要不足之处是同一槽内放置上、下两有效边,可能不属同相,因而层 间电压较高,需要牢靠的层间绝缘；槽利用率低,且绕组的嵌线工艺比单层复杂；双层绕组可分为叠绕组和波绕组两种形式；二、双层叠绕组的绽开图 叠绕组在嵌线时,总是后一个叠在前一个上面,所以得名叠绕组,绽开图的画法 与单层基本相同,只是用实线来表示线圈的上层边,虚线来表示线圈的下层边；例 5 4 国产 J02 61 4 型三相异步电动机,其定子绕组采纳双层叠绕

4、的形式,Z =36槽,极数 2P=4 ,线圈节距 y = 7（即 1 与 8 槽）,试绘出绕组绽开图；定子槽数为 解： 1 运算极距、每极每相槽数 q 、选取节距 y: Z 1 36 9 槽, 2 p 4q Z 1 36 3 槽 2 pm 4 3y 5 5 9 7 槽 6 6 2 绽开图上划分极、相带并画出上层边的电流方向：列表与单层绕组完全一样,不同的是双层绕组的槽号只代表每个线圈的上层边位 置,下层边位置由节距确定；与单层绕组相像,一个相带中上层边的电流方向应相同,与相邻相带的上层边电流方向相反,图 510a 中标出的电流方向是U1、V1、W1相带向上, U2、V2、W2相带向下,下层边虚

5、线上的电流顺着上层边流淌,与本槽上层边的电流方向不肯定相同；2 按相带和电流方向连接成线圈组及相绕组以 U相为例,如图 510a 所示,因线圈节距 Y=7槽,就第 l 槽的上层边与第 8 槽的下层边连接起来构成线圈1,第 2 槽的上层边与第9 槽的下层边连接起来构成线圈2 以此类推,即可构成定子绕组U相的全部 l2 个线圈 1 、2、3、10、11、12、l9 、20、21、28、29、30 ；图 5 一 l0 中,每个线圈都由一根实线和一根虚线组成,实线 表示上层边,虚线表示下层边,各线圈的编号都用其上层边所在的槽号表示；由图 510 可见,双层绕组比单层绕组更好画,只要画好第一个线圈后,依

6、此类 推就可,全部线圈都是一样的,所以也称等元件结构；将线圈 l 、2、3 串联起来, l9 、20、21 串联起来,就分别组成了两个对应于 S 极下 U相带的极相组；将线圈 l0 、11、12 串联起来, 28、29、30 串联起来,又分别组成了两个对应于 N 极下 U相带的极相 组；顺着电流的方向,假如 S 极下的极相组是正向连接,就 N极下的极相组应反向连 接,与单层绕组绽开图一样,就可把四个极相组串联成相绕组；3 确定各相绕组的出线端 20 , U、V、W三相绕组出线端的首端相隔 l20 电 定子相邻两槽间的电角度为 角度,就电源引出线应相隔 6 槽；如将 U1定在第 l 槽,就 V1

7、应定在第 7 槽,W1应定 在第 13 槽, U2、V2、W2分别在 28 槽、 34 槽、4 槽,如图 510b 所示；三、多支路数的接线方法上述绕组的连接；是假定绕组的并联支路数a=1也称单进火 来分析的,即各相绕组的 4 个极相组串联成一条支路,如图 511a 所示的 U相；但实际上,常要求绕组的并联支路数 a1,如要求并联支路数 a=2也称双进火 ,例如将每相绕组的 4 个极相组连成 2 条支路；以例 54 的 U相为例,只要把第一对极中s 极下的极相组 l 、2、3 与 N极下的极相组 l0 、11、l2 “ 尾与尾相连” 即反接 组成一条支路, 其次对极中 S极下的极相组 l9 、

8、20、21 与 N极下的极相组 28、29、30“ 尾与尾相连” 组成另一条支路；然后再把这两条支路的首端与首端 即线圈 1 与线圈 19 的首端 相连,作为 U相绕组的首端 U1；尾端与尾端 即线圈 10 与线圈 28 的尾端 相连,作为 U 相绕组的尾端 U2,如 图 511b 所示；图 51l 中短划线“ ” 是同一极相组线圈之间的连线, 一个槽号代表一个线圈,带箭头的短划线“” 是极相组之间的连线；由上述分析可知,双层叠绕组每相的极相组数正好等于电机的极数,即每相共有2P个极相组, 而每个极相组都有可能单独成为一条支路,并联支路数等于磁极数,即 a最大=2P；因此双层叠绕组每相的最多但

9、对已绕好的单支路 a=1 三相绕组,不能随便改成双并联支路 a=2 ,由于如这样转变,每相匝数削减一半,依据 U1E1=4.44 K 1 f 1 N 1 m,电动机的磁通 m将增大一倍,磁通饱和会使电动机发热损坏；三、圆形接线参考图 简称接线图 三相绕组的绽开图,可以清晰地表示出绕组的节距、线圈组数、各相的首尾连接方法等；但由于线圈边的重叠,看起来比较复杂；因此在工厂实际接线时,为了能清楚地看出各线圈组之间的连接方式,常采纳一种简化了的圆形接线参考图；画接线图时,不管每极每相有几个槽,也不管一个极相组内有几个线圈,每一个极相组都用一根带箭头的短圆弧线来表示,箭头所指方向表示参考电流方向；现以例

10、 54 所给电动机为例,说明圆形接线图的画法,如图 512 所示；（1）将定子圆周按极相组数均分成2pm圆弧段,每段表示一个极相组；对例 54 来说,三相共有 2pm=2 2 3=12 个极相组 每个极相组有三个线圈串联 ,故图中有 l2 根圆弧短线；（2）极相组的排列次序应与绽开图一样,顺次给每个极相组编号,标出极相组的电流参考方向,并列出表格；36 槽 4 极双层绕组上层边的分布表磁极U1 S V1 U2 N 相带W2 W1 V2 极相组编号1 2 3 4 5 6 第一对磁极槽号1、2、3 4、 5、6 7、8、9 10、11、l2 13、14、15 16、 l7 、l8 极相组编号7 8

11、 9 10 11 12 其次对磁极槽号19、20、2l 22、23、24 25、26、27 28、29、30 31、32、33 34、35、36 如第一极相组 本例中由 1、2、3 三个线圈串联而成 编号为 l ,席二个极相组编号为 2,以此类推,共有 l2 个极相组；依据 600 相带原就,对应为 U1 W2 V1 U2 W1 V2,就 U相的极相组编号为 l 、4、7、10；V 相的极相组编号为 3、6、9,12 ；W相的极相组编号为 2、5、8、11；箭头的方向说明相邻的极相组参考电流方向相反；（3）三相绕组的首端相隔120 电角度,因而可确定： U相的首端 U1是极相组 l的头, V

12、相的首端 V1 是极相组 3 的头, W相的首端 W1是极相组 5 的头；顺着电流方 向连接就可得到三相绕组的尾端 U2、V2、W2；假如绕组是几路并联的,可以将每个支路各自串联后再并联起来,并联后各支路的线圈数应相等,电流方向也应一样；图512b 为 a=2时的绕组连接图；a 一路 b 两路并联 图 5 一 l2 四极绕组接线图四、波形绕组简介 波形绕组的特点是：两个相邻的线圈成波浪形前进,如下列图,波绕组的连接规 律是把全部同一极性（如 N1,N2 ）下属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来组 成一组,在把另一极性（ S1,S2 ）下的属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来,组成另一组,最终依

13、据需要把这两组接成串联或并联,构成相绕组；y2Z12mq为合成节距P1y56波形绕组只有两条支路, 分别由 N极或 S极下的线圈串联而成,可削减线圈间的连线, 保持绕组之间平稳；它主要应用于绕线转子异步电动机的转子绕组；例：将前述三相四极36 槽的绕组绕成波绕组；1y5597槽合成节距：y2Z13618槽线圈节距：66P2绘制波绕组绽开图的步骤与叠绕组完全相同,该例题槽电势星形图和相带划分与前例完全相同,如图 5-2（a）所示如 A 相从 3 号线圈起,就 3 号线圈一导体边放在 3 号槽上层用实线表示,另一导体边放在 10 号槽下层用虚线表示（1y 7）然依据y 18,3 号线圈应与 21 号线圈连接,其绕组绽开图如 5-14 所示；每绕完一周后人为地前进或后退一个槽,才能使绕组连续绕下去；本例后退一个槽；线圈 2 和线圈 20 完成一周,再后退一个槽,线圈 组成 U相的 S 极下的线圈组；l 和线圈 19 完成一周,绕三周同理： U相的 N极下线圈 l2 和线圈 30 完成一周,线圈 11 和线圈 29 完成一周,线圈 10 和线圈 28 完成