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三相异步电机定子绕组节距(三相异步电机绕组维修的基本知识)

2022-11/08

三相异步电动机的定子绕组是非常重要的部件,也是容易发生故障的部件。所以修理三相异步电动机的工作量大部分是修理定子绕组。绕组修复的质量对电机的性能有很大影响。

异步电动机绕组的种类和结构复杂多样,主要有单层绕组和双层绕组,双层绕组的节距很容易确定,单层绕组中的全节距绕组、同心绕组和单链绕组的节距也是如此。但一般文献中没有介绍单层交叉链缠绕节距是如何确定的。因此,很难确定交叉链卷绕的节距。

本文介绍了在长期的汽车修理教学和实践中摸索出的一条规律。为了解释清楚绕组节距的计算方法,首先要定义一些关于电机定子绕组的术语。

电动机定子绕组名词术语

1、绕组

线圈是由绝缘线缠绕成一定形状而成的。线圈可以由一匝或多匝组成;由多个线圈组成的单元称为线圈组;由多个线圈或线圈组组成的单相或整个电磁电路的组合统称为绕组。因此,线圈是电机绕组的基本部件,绕组是电机电磁部分的主要部件。

线圈的直线部分称为有效侧,作为电磁能量转换部分嵌在铁芯槽中。它的两端伸出芯槽,它的角形部分不能直接转换能量,只是起到连接两个有效边的桥梁作用。

2、极相组数

极群数量是针对三相交流电机的。在一个相中形成相同磁极的所有线圈(一个或多个)称为一组极相,也称为线圈组。

3、每极每相槽数q

每个磁极下每相绕组所占的槽数称为每极每相的槽数。

4、极距f

绕组的极距是指每个磁极所占据的圆周表面的距离。对于交流电机,一般指铁芯相邻两磁极中心所占的槽距,用槽数表示。那么交流电机的极距f等于定子槽数Z与极数P之比,即f=z/2p。

5、节距y

节距是指单个线圈的两个有效边所占据的槽的数量。比如y=6,即线圈的两条有效边相隔6个槽,即两条有效边分别嵌在个槽和第七个槽中。

定子绕组节距的确定

1、故障的发现

电机在运行过程中,由于某些原因,机械部分或电气部分会出现故障,导致电机不能正常工作,甚至烧坏电机。在维修电机的过程中,一些原因也会造成电机故障。电机故障有很多种。

在实际工作中,要快速正确地排除故障,首先要快速正确地找出故障原因和故障点。

就电气方面而言,电动机的故障现象主要有:

三相异步电动机的单相运行;电机的v形连接操作;定子绕组接地;定子绕组匝或相之间短路等。

除了定子绕组供电线外,上述故障都是由于定子绕组内部断线和短路引起的。无论是绕组断裂还是短路,定子绕组都需要修复,而修复定子绕组最方便可靠的方法就是重绕定子绕组。

重绕定子绕组的主要方法是根据电机原定子绕组的数据,或者根据铭牌型号查相关技术资料确定新绕组的数据。

2、绕组重绕步骤

如果电机有铭牌或旧绕组,当电机换上新绕组时,只要按照原绕组的技术数据进行修理,修理后的性能基本接近原性能。

在没有原始数据,即确定空壳电机绕组技术数据时,一般有两种方法:

一种是测量电机定子铁芯的长度和内径,然后根据定转子铁芯的槽数和结构形式参考与之接近的电机型号,用该电机型号的绕组技术数据(如匝数、线径等)进行修复。);另一种方法是重新计算电机绕组。

计算步骤如下:

A.测量所需数据:定子铁芯内径、定子铁芯长度、定子铁芯轭高度、定子铁芯齿宽,计算定子槽面积、定子和转子铁芯槽数以及空气

三相异步电动机绕组的类型和结构复杂多样,主要有双层绕组和单层绕组。

双层绕组的优点是可以选择最有利的螺距,使异步电机的旋转磁场波形更接近正弦波。所有线圈具有相同的形状和尺寸,易于制造,并且可以形成更多的平行分支。缺点是嵌入困难。所以大容量(10kW以上)的三相异步电动机一般采用双层绕组。

单层绕组的优点是结构简单,嵌线方便,槽利用率高。最大的缺点是产生的磁场和电势波形差,使得电机铁损和噪声高,起动性能差,所以多用于小容量三相异步电机。单层缠绕按其结构和形状可分为单层链式缠绕、单层同心缠绕和单层交叉链式缠绕。

单层链式绕组由节距相同的线圈组成,其结构特点是绕组线圈一个一个设置,形似一条长链。优点是线圈尺寸相同,只需要一个模板;缺点是由于线圈相互堆叠,很难使端部成形。所以单层链式绕组一般用于每极每相q3槽的电机。

同心绕组的结构特征在于每相绕组由不同节距的同心线圈连接而成。优点是线圈同心排列,端部不需要重叠,端部容易成型;缺点是要做多个模板。因此,同心绕组一般用于q3的偶数条件。

单层交叉链式缠绕本质上是同心缠绕和链式缠绕的综合。由于采用了不等距线圈,比同心绕组的端部短,便于布置。单层交叉链绕组主要用于奇数q=的四极或二极小型三相异步电动机的定子。

3、绕组种类的选择

由于交流电机绕组的极相组是由几个线圈组成的,而且由于某些电机的极相组的分布设计不同,绕组节距不能只由一个线圈决定,而应由极相组相邻极间的槽中心距决定。

缠绕节距可根据需要选择。对于双层绕组,为了改善旋转磁通势的波形和电机的性能,最有利的节距一般为y=(5/6) f,单层链式绕组一般为全节距绕组,即y=f,同心绕组的节距一般是先确定每极每相的槽数,然后由外向内同心布置相邻磁极的同相绕组。

当每极每相的槽数为q2的奇数时,不能布置单链绕组,必须采用单、双匝交叉链绕组,即同一极相组的线圈分别折向两侧。所以这种绕组有两个节距,没有理论公式确定绕组节距。通过长期实践,获得以下经验:

即先将每极每相的槽号q分为两组,一组为q’,另一组为q”,q=q’q”。注意这两组数据一组是单数,一组是偶数。那么它们对应的音高分别是y=f-(q-q)和y =f-(q-q)。

例如,一台四极36槽三相交流异步电动机,其定子绕组采用交叉链式绕组,其节距计算如下:

f=z/2p=36/4=9

q=z/2pm=36/(43)=3

拆分成q'=1,Q'=2,那么y'=9-(3-1)=7,y''=9-(3-2)=8。

即每极每相绕组中一个线圈的绕组节距为7 (1 ~ 8),而两个线圈的绕组节距为8 (1 ~ 9)。具体分布如图1所示。

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