交流電機(jī)交叉式繞組展開圖連法分析

吳曉霞 申曉劍

（1. 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原 030031；2. 山西春成煤礦勘察設(shè)計(jì)有限公司，太原 030045）

1 引言

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組是按照一定的規(guī)律分布在定子鐵心上，每一相有頭有尾，三相繞組按一定的規(guī)律首尾連接，形成Y或?接線。如果把三相繞組的頭尾連接不正確，當(dāng)接入三相交流電時(shí)，不僅會(huì)因?yàn)椴荒墚a(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而導(dǎo)致電機(jī)不能正常運(yùn)行，而且會(huì)導(dǎo)致繞組發(fā)熱，甚至燒毀電機(jī)。因此通常情況下對(duì)繞組重新繞制后的電機(jī)需要進(jìn)行定子的極性檢查，以確保其連接的正確性。但是對(duì)中性點(diǎn)未引出的電機(jī)定子極性的判斷往往比較復(fù)雜。本人長(zhǎng)期在電機(jī)定子繞組大修的實(shí)訓(xùn)中總結(jié)出了不需要進(jìn)行繞組極性判斷且比較簡(jiǎn)便的嵌線方法。同時(shí)歸納出了這種嵌線方法對(duì)應(yīng)的繞組展開圖的畫法。本文以三相36槽四極交叉式繞組為例介紹一下這種展開圖的畫法。

2 必要參數(shù)的計(jì)算[1]

極距：τ=36/(2×2)=9。

每極每相槽數(shù)：q= 36/(2×2×3)=3

槽距角：а=2×360°/36 =20°

3 畫展開圖

畫出定子鐵心展開后的36槽，并在槽上標(biāo)號(hào)，如圖1所示。

首先，按τ=9的寬度劃分出各磁極的極距，并按N1-S1-N2-S2的規(guī)律排列四個(gè)磁極；再在每對(duì)磁極下按q=3的寬度劃分出各相帶，并按A-Z-B-X-C-Y……的規(guī)律標(biāo)出各相帶的名稱。相帶的劃分結(jié)果如表1所示。由劃分結(jié)果可以看出屬于A、B、C各相繞組的槽號(hào)。

本文采用短距繞組節(jié)距y大=8，y小=7。很容易看出屬A相繞組的槽中槽號(hào)差8的有2-10、3-11、20-28、21-29；差7的有12-19、30-1，先在這些槽中繪制各線圈，再把各線圈連接到一起。接線原則為：按N極面下各槽中電流方向向上，S極面下各槽電流方向向下的規(guī)律標(biāo)出各槽中電流的瞬時(shí)方向，同時(shí)使A繞組的所有線圈串聯(lián)且符合電流的瞬時(shí)方向。為方便大家看出各線圈的連接位置，本文全部采用單匝線圈且從1號(hào)槽引出A相繞組的首端A，從左到右依次聯(lián)接各線圈，最終從28號(hào)槽引出A相繞組的尾端X。繪制結(jié)果如圖1所示。

表1 三相36槽四極交流電機(jī)相帶劃分結(jié)果

圖1 A相繞組展開圖

繪制B相繞組時(shí)，以同樣的方法放置各線圈。因?yàn)椴劬嘟千褳?0°且三相繞組的首端要互差120°電角度[2]，所以B相首端從A相繞組的首端開始向后推6個(gè)槽，即從7號(hào)槽引出B相繞組的首端B，依然是從左到右按照接線原則依次連接各線圈，最終從34號(hào)槽引出B相繞組的尾端Y。繪制結(jié)果如圖2所示。

圖2 三相繞組展開圖

繪制C相繞組時(shí)，依然以同樣的方法放置各線圈，此時(shí)C相首端不要從B相首端開始向后推6個(gè)槽，而是從A相繞組的首端開始向前推6個(gè)槽，即從31號(hào)槽引出C相的首端C，且從右到左依次連接各線圈，這樣最終從4號(hào)槽引出C相繞組的尾端Z。只有這樣Z端才能位于A端和B端的中間，三相繞組的首尾端才能交替排列，繪制結(jié)果如圖2所示。

4 嵌線規(guī)律及優(yōu)點(diǎn)

按上述方法繪制的交叉式繞組展圖下線規(guī)律為：①從1號(hào)槽開始，下一槽，空兩槽下兩槽；空一槽下一槽；再空兩槽下兩槽；空一槽下一槽；……；②吊把數(shù)等于每極每相槽數(shù)3；③相鄰的兩個(gè)大線圈為“首-尾”相連，大線圈與小線圈之間為“首-首”或“尾-尾”相連。

照?qǐng)D2繞組展開圖嵌線方便可靠，不易出錯(cuò)，除此之外，還有一個(gè)顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，即嵌好的三相繞組因各首、尾端相互間隔，從而省掉了繞組極性的判斷端這一環(huán)節(jié)。六個(gè)頭隔一個(gè)拿一個(gè)擰在一起即為Y型接法，按順序兩兩擰在一起即為?接法。

[1] 湯蘊(yùn)璆,史乃等.電機(jī)學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2001:113-118.

[2] 邱正桃. 繪制定子繞組展開圖應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].電機(jī)與控制應(yīng)用,1984(2):56-57.