电机绕组端面模拟彩图总集(第二分册):三相特种布线·单、三相变极多速电动机
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1.1 三相交流电动机单层同心交叉式绕组端面布接线图

单层同心交叉式绕组是具有“回”字形线圈组的“同心”和相邻线圈组元件数不相等的“交叉”的双重特征。它是将交叉式绕组的等距交叠线圈改变端部形式而成,因此它基本上具有单层交叉式绕组的特征,即每组线圈数为带1/2圈的带分数,因此,将1/2圈归并后,就构成单、双圈或双、三圈交替分布的“交叉式”型式。其实,它也是单层布线的分数绕组。

(1)绕组结构参数

①极相槽数 电动机绕组每相每极所占的槽数,它等于q=z/2pm。交叉式显极布线时,q值必须为整数的奇数;若q为带1/2的分数,则构成庶极交叉式。

②每组圈数 单层同心交叉式每组线圈数由下式确定

大联圈数  Sd=Q/u+1/2

小联圈数  Sx=Q/u-1/2

每组圈数是单层同心交叉式的特征,故将其大小联列为标题(如S=3/2)的特征内容。

③同心节距 是同心线圈组形式标示,如同心组1—10、2—9标示为1、2—9、10等,余类推。

④绕组系数 同心交叉式属单层绕组故节距系数Kp=1。所以,绕组系数等于分布系数,即

式中 α——每槽电角;

Sp——同心线圈组的平均节距。

(2)绕组特点

①单层同心交叉式绕组同时具有同心式和交叉式绕组的特征;

②绕组为全距,线圈由节距不等的大小联组成。显极布线时大、小联中最小线圈节距相等;庶极布线则是最大线圈的节距相等;

③同心交叉式绕组的同组线圈端部处于同一平面而便于布线;

④所有单层交叉式绕组均有可能改变而成为同心交叉式,但由于绕圈端部稍长而漏磁增加,且线圈规格增多,故实际应用反比交叉式绕组少。

(3)绕组嵌线

绕组嵌线有两种方法,但此绕组是为适应整圈嵌线而设计,线圈组端部无交叉而处于同一平面,故较多采用整嵌法,对庶极绕组采用隔组嵌线,使大、小联端部分别处于两个平面上成为双平面绕组;而显极绕组可逐相分层嵌线构成三平面绕组,或用交叠法嵌线。

(4)绕组接线

①显极绕组 相邻线圈组极性相反,即同相相邻组间是“尾与尾”或“头与头”的反向连接。

②庶极绕组 相邻线圈组极性均相同,即接线是顺向连接,如尾端与另一组头端相接。

1.1.1 18槽2极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=18  电机极数 2p=2

总线圈数 Q=9  极相槽数 q=3

线圈组数 u=6  绕组极距 τ=9

每组圈数 S=2/1  并联路数 a=1

同心节距 yo=1、2—9、10;11—18

绕组系数 Kdp=0.96  每槽电角 α=20°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例绕组采用显极布线,可采用两种嵌线方法。

①整嵌法 逐相分层嵌入,使绕组端部形成三平面层次。嵌线顺序见表1-1。

表1-1(a) 整嵌法

②交叠法 线圈交叠嵌线是嵌2槽空1槽,嵌1槽空2槽,吊边数为3。由于本绕组的线圈跨距大,对内腔窄小的定子嵌线会感困难。嵌线顺序见表1-1(b)。

表1-1(b) 交叠法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本绕组由交叉式绕组演变而来,是同心交叉链的基本形式,常应用于小功率专用电动机,用Y形接法,出线3根。应用实例主要有老系列JW-07A-2三相小功率电动机;JW-YB-22、45三相油泵电动机;电钻系列的J3Z-13、19、23、32等三相异步电动机。

(4)绕组端面布接线

如图1-1所示。

图1-1 18槽2极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

1.1.2 30槽2极(S=3/2)三相电动机绕组单层同心交叉布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=30  电机极数 2p=2

总线圈数 Q=15  极相槽数 q=5

线圈组数 u=6  绕组极距 τ=15

每组圈数 S=3/2  并联路数 a=1

同心节距 yo=1、2、3—14、15、16;17、18—29、30

绕组系数 Kdp=0.957  每槽电角 α=12°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例绕组可用两种嵌法,但因线圈跨距大,交叠法嵌线要吊5边,给嵌线带来一定难度,故通常只采用整嵌法,即逐相分层嵌线,使端部形成三个层次的平面。嵌线顺序见表1-2。

表1-2 整嵌法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例为30槽电机应用较多的绕组形式。绕组由3只同心线圈的大联组和2只线圈的小联组构成,每相有大、小联各1组,因是显极式布线,两组间的接线是反向串联,使其极性相反。主要应用实例有J03T-112S-2老系列电动机;Y-112M-2、Y-132S2-2新系列电动机和YLB-132-2深井电泵电动机等。

(4)绕组端面布接线

如图1-2所示。

图1-2 30槽2极(S=3/2)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

1.1.3 18槽4极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式(庶极)布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=18  电机极数 2p=4

总线圈数 Q=9  极相槽数 

线圈组数 u=6  绕组极距 

每组圈数 S=2/1  并联路数 a=1

同心节距 yo=1、2—5、6;10—15

绕组系数 Kdp=0.96  每槽电角 α=40°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例绕组嵌线可用整嵌法或交叠法。

①整嵌法 整圈嵌线是隔组嵌入,即先嵌双圈后嵌单圈,完成后绕组端部形成层次清楚的双平面;嵌线无需吊边,嵌线方便,是本绕组嵌线的首选方法。嵌线顺序见表1-3(a)。

表1-3(a) 整嵌法

②交叠法 嵌线需吊2边,嵌线顺序见表1-3(b)。

表1-3(b) 交叠法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例采用庶极布线,绕组由单、双圈联组成,每相两组是顺向串联,使其极性相同。绕组的线圈组数少,尤其采用整圈嵌线时嵌绕工艺方便省时,是国外电机常用的绕组型式之一,但国内极少使用,仅见于JW-07-4小功率电动机。

(4)绕组端面布接线

如图1-3所示。

图1-3 18槽4极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式(庶极)布线

1.1.4 30槽4极(S=3/2)三相电动机绕组单层同心交叉式(庶极)布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=30  电机极数 2p=4

总线圈数 Q=15  极相槽数 

线圈组数 u=6  绕组极距 

每组圈数 S=3/2  并联路数 a=1

同心节距 yo=1、2、3—8、9、10;16、17—24、25

绕组系数 Kdp=0.957  每槽电角 α=24°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例嵌线宜用分层整嵌法,即嵌线时先将三相绕组的三圈大联组分别嵌入相应槽内,使其端部构成下平面;完后再把三相的双圈组嵌入相应槽内形成上平面,从而构成双平面结构。嵌线顺序见表1-4。

表1-4 整嵌法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例是单层同心交叉式庶极布线的绕组,它由“回”字形同心线圈组构成,相邻两组圈数不等,由大小联交替布线,从而构成“交叉”的特征。本绕组的大小线圈组的最大节距相同;因是庶极布线,故同相两组线圈极性相同,即“尾与头”接线,亦即全绕组的线圈组都是同极性。此绕组具有线圈数少,尤其是采用整嵌布线时更觉嵌绕方便,故具有省工省时的优点。但由于同心线圈组的线圈规格多,不为标准系列产品所用。曾见于系列电动机改绕。

(4)绕组端面布接线

如图1-4所示。

图1-4 30槽4极(S=3/2)三相电动机绕组单层同心交叉式(庶极)布线

1.1.5 36槽4极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=36  电机极数 2p=4

总线圈数 Q=18  极相槽数 q=3

线圈组数 u=12  绕组极距 τ=9

每组圈数 S=2/1  并联路数 a=1

同心节距 yo=1、2—9、10;11—18

绕组系数 Kdp=0.96  每槽电角 α=20°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例可用两种方法嵌线。

①整嵌法 采用逐相整嵌构成三平面绕组。嵌线顺序见表1-5(a)

表1-5(a) 整嵌法

②交叠法 交叠嵌线吊边数3,嵌线顺序见表1-5(b)。

表1-5(b) 交叠法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例绕组由单、双同心圈组成,是由交叉式演变而来的型式,属显极式绕组,同组间接线是反接串联。主要应用实例有JO2L-32-4型电动机。

(4)绕组端面布接线

如图1-5所示。

图1-5 36槽4极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

1.1.6 36槽4极(S=2/1、a=2)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=36  电机极数 2p=4

总线圈数 Q=18  极相槽数 q=3

线圈组数 u=12  绕组极距 τ=9

每组圈数 S=2/1  并联路数 a=2

同心节距 yo=1、2—9、10;11—18

绕组系数 Kdp=0.96  每槽电角 α=20°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例绕组嵌线可用交叠法或整嵌法,但整嵌将构成三平面绕组,使端部整形困难,故通常都采用交叠嵌线,其嵌线顺序见表1-6。

表1-6 交叠法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例采用二路并联,每相由4组线圈组成,每支路由单、双圈各一组反极性串联再并接成两路。主要应用实例有JO3L-160S-4等老系列电动机。

(4)绕组端面布接线

如图1-6所示。

图1-6 36槽4极(S=2/1、a=2)三相电动机单层同心交叉式布线

1.1.7 54槽6极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=54  电机极数 2p=6

总线圈数 Q=27  极相槽数 q=3

线圈组数 u=18  绕组极距 τ=9

每组圈数 S=2/1  并联路数 a=1

同心节距 yo=1、2—9、10;11—18

绕组系数 Kdp=0.96  每槽电角 α=20°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例绕组嵌线可用整嵌法或交叠法。整圈嵌线是逐相分层嵌入,形成三平面绕组,嵌线顺序见表1-7。

表1-7 整嵌法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例为显极式布线,绕组由单、双同心圈交替轮换;每相由6组单、双圈构成,同相组间接线是反接串联。主要应用实例有JR-115-6绕线式转子。

(4)绕组端面布接线

如图1-7所示。

图1-7 54槽6极(S=2/1)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

1.1.8 54槽6极(S=2/1、a=3)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=54  电机极数 2p=6

总线圈数 Q=27  极相槽数 q=3

线圈组数 u=18  绕组极距 τ=9

每组圈数 S=2/1  并联路数 a=3

同心节距 yo=1、2—9、10;11—18

绕组系数 Kdp=0.96  每槽电角 α=20°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例嵌线可用整嵌法或交叠法。下面是交叠法嵌线顺序,吊边数为3,见表1-8。

表1-8 交叠法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本绕组结构与上例相同,都是显极式布线,每相有线圈6组,其中三圈组和双圈组各3组,并按3232次序分布。不同的是本例采用三路并联,即每相分三个支路,每一支路由三联和双联各一反极性串联,然后把三个支路并接。但必须保证同相相邻线圈组的极性相反。此绕组既可用于定子也可用于绕线式转子绕组。

(4)绕组端面布接线

如图1-8所示。

图1-8 54槽6极(S=2/1、a=3)三相电动机绕组单层同心交叉式布线

1.1.9 60槽8极(S=3/2)三相电动机绕组单层同心交叉式(庶极)布线*

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=60  电机极数 2p=8

总线圈数 Q=30  极相槽数 

线圈组数 u=12  绕组极距 

每组圈数 S=3/2  并联路数 a=1

同心节距 yo=1、2、3—8、9、10;16、17—24、25

绕组系数 Kdp=0.957  每槽电角 α=24°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例绕组可用交叠法或整嵌法。下面介绍前进式嵌线的整嵌法,嵌线顺序见表1-9。

表1-9 整嵌法(前进式嵌线)

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例是庶极布线,大联由3只同心圈、小联由2只同心圈组成,每相4组大小联交替分布,接线时是同相相邻顺向串接,即全部线圈组极性一致。此绕组主要用于转子绕组,应用实例有AK-61/8转子实修。

(4)绕组端面布接线

如图1-9所示。

图1-9 60槽8极(S=3/2)三相电动机绕组单层同心式(庶极)布线

注:标题解释——本例是单层同心交叉或(庶极)布线,其基本结构是“同心交叉”,即大小组线圈(本例S=3/2,则由3圈组和2圈组)交替分布,故属“同心交叉”。与上例不同的是“庶极”,即每相线圈组数仅为极数的一半,如本例8极则每相仅有4组线圈;而且,庶极的同相相邻线圈组极性相同。以下凡单层同心交叉式(庶极)布线同此解释。

1.1.10 60槽8极(S=3/2、a=2)三相电动机绕组单层同心式(庶极)布线

(1)绕组结构参数

定子槽数 Z=60  电机极数 2p=8

总线圈数 Q=30  极相槽数 

线圈组数 u=12  绕组极距 

每组圈数 S=3/2  并联路数 a=2

同心节距 yo=1、2、3—8、9、10;16、17—24、25

绕组系数 Kdp=0.957  每槽电角 α=24°

出线根数 c=6

(2)绕组嵌线方法

本例是单层(庶极)同心式布线,嵌线可用两种方法。

①整嵌法 整嵌法在嵌线时无需吊边,属于嵌线工艺中的简易嵌法,是三相单层布线的常用方法。嵌线时把同一线圈两有效边相继嵌入相应槽内,而一组同心线圈中,通常是先从最小线圈起嵌,最后才嵌入最大节距的线圈。根据不同的操作习惯,整嵌法也有两种嵌法,一种是前进式整嵌,其嵌线顺序可见上例。本例则采用后退式整嵌。因单层庶极的同心式绕组同相相邻线圈组没有交叠,故应隔组混相嵌线,嵌完6组后,其端部处于同一平面;然后再把其余线圈组隔组整嵌,从而使整个三相绕组的端部构成双平面结构。嵌线顺序见表1-10(a)。

表1-10(a) 整嵌法(后退式嵌线)

②交叠法 前面的整嵌法无需吊边,且操作方便宜行,但其端部整形后不能形成圆滑的喇叭口而呈凹凸不平状,但如用于转子绕组,则可加强机内的散热效果。所以,对定子绕组的嵌线就常用交叠法,这时单层绕组的吊边数少于双层,加之60槽定子铁芯内腔都足够大,即使有吊边也基本无碍嵌线操作。另外,由于端部整形容易,且能形成圆滑的喇叭口,不但美观,更利于散热,所以,交叠法在定子上的嵌线也得到一定的应用。

本例交叠嵌线从小线圈组起嵌,而每组中又以小节距线圈边先嵌。嵌线规律是:先嵌2槽,往后退空2槽;嵌入3槽,再退空3槽。用交叠法嵌线,本例仅吊2边。具体嵌线顺序见表1-10(b)。

表1-10(b) 交叠法

(3)绕组布接线特点及应用举例

本例绕组布线如上例,但采用二路并联接线,将每相4个线圈组分作2支路,每一支路由三联和双联各1顺向串联,最后把两支路并接而成。此绕组既可用于定子也可用于转子,但实例不多,仅见用于JZRB-52的修理实例。

(4)绕组端面布接线

如图1-10所示。

图1-10 60槽8极(S=3/2、a=2)三相电动机绕组单层同心交叉式(庶极)布线