交流電機交叉式繞組展開圖連法分析

吳曉霞 申曉劍

（1. 山西煤炭職業技術學院，太原 030031；2. 山西春成煤礦勘察設計有限公司，太原 030045）

1 引言

三相異步電動機的定子繞組是按照一定的規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，當接入三相交流電時，不僅會因為不能產生旋轉磁場而導致電機不能正常運行，而且會導致繞組發熱，甚至燒毀電機。因此通常情況下對繞組重新繞制后的電機需要進行定子的極性檢查，以確保其連接的正確性。但是對中性點未引出的電機定子極性的判斷往往比較復雜。本人長期在電機定子繞組大修的實訓中總結出了不需要進行繞組極性判斷且比較簡便的嵌線方法。同時歸納出了這種嵌線方法對應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 必要參數的計算[1]

極距：τ=36/(2×2)=9。

每極每相槽數：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，并在槽上標號，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的規律排列四個磁極；再在每對磁極下按q=3的寬度劃分出各相帶，并按A-Z-B-X-C-Y……的規律標出各相帶的名稱。相帶的劃分結果如表1所示。由劃分結果可以看出屬于A、B、C各相繞組的槽號。

本文采用短距繞組節距y大=8，y小=7。很容易看出屬A相繞組的槽中槽號差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律標出各槽中電流的瞬時方向，同時使A繞組的所有線圈串聯且符合電流的瞬時方向。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號槽引出A相繞組的首端A，從左到右依次聯接各線圈，最終從28號槽引出A相繞組的尾端X。繪制結果如圖1所示。

表1 三相36槽四極交流電機相帶劃分結果

圖1 A相繞組展開圖

繪制B相繞組時，以同樣的方法放置各線圈。因為槽距角а為20°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個槽，即從7號槽引出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號槽引出B相繞組的尾端Y。繪制結果如圖2所示。

圖2 三相繞組展開圖

繪制C相繞組時，依然以同樣的方法放置各線圈，此時C相首端不要從B相首端開始向后推6個槽，而是從A相繞組的首端開始向前推6個槽，即從31號槽引出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，繪制結果如圖2所示。

4 嵌線規律及優點

按上述方法繪制的交叉式繞組展圖下線規律為：①從1號槽開始，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吊把數等于每極每相槽數3；③相鄰的兩個大線圈為“首-尾”相連，大線圈與小線圈之間為“首-首”或“尾-尾”相連。

照圖2繞組展開圖嵌線方便可靠，不易出錯，除此之外，還有一個顯而易見的優點，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節。六個頭隔一個拿一個擰在一起即為Y型接法，按順序兩兩擰在一起即為?接法。

[1] 湯蘊璆,史乃等.電機學[M].北京:機械工業出版社, 2001:113-118.

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