绕组展开图的有关概念与构成原则
电机人不得不看的电机绕组展开图，掌握电机人该懂的绕组嵌线工艺
电机人不得不看的电机绕组展开图，掌握电机人该懂的绕组嵌线工艺第一节、三相单层链式绕组嵌线工艺单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而成，整个外形如长链。
链式绕组的每个线圈节距相等并且制造方便；线圈端部连线较短并且省铜。
主要用于q=2的4、6、8极小型三相异步电动机。
图1是三相4极24槽单层链式绕组展开图。
每极每相槽数为2，线圈节距为1—6。
图1展开图上面一行数字表示嵌线顺序，下面一行数字表示线槽序号。
由图可以看出每一相都有4个线圈。
每一个线圈都有两个边，通常我们把先下的那一个边称为下层边，例如本例中的奇数槽里下的那一边（图上每个线圈的左边），都是下层边；后下的那一边称为上层边，例如本例中的偶数槽里下的那一边（图上每个线圈的右边），都是上层边。
每一个上层边都压着两个下层边，例如本例中的6槽里下的上层边压着5槽、3槽下的下层边，由此可见，单层链式绕组嵌线时一定要吊起两把线圈最后下，即吊把线圈2把。
嵌线步骤是按次序先嵌下层边，后嵌上层边；最后嵌吊起的两把线圈的上层边。
具体的嵌线顺序如下：（1）选好第一槽位置，靠近机座出线口。
（2）嵌槽1（U相第一个线圈的下层边），上层边吊起。
（3）空一槽24，嵌23槽（W相第一个线圈的下层边），上层边吊起。
（4）再空一槽22，嵌21槽（V相第一个线圈的下层边），上层边按节距1—6压着1槽、23槽的下层边嵌入槽2。
（5）再空一槽20，嵌入19槽（U相第二个线圈的下层边），上层边按节距1—6压着23槽、21槽下层边嵌入24槽。
此线圈与本相第一个线圈的连接关系是上层边与上层边相连或下层边与下层边相连，即尾、尾或首、首相连。
（6）以后W、V相按空一槽嵌入一槽的次序，轮流将U、W、V 三相的4个线圈嵌完。
最后把吊把线圈两把嵌入，至此整个绕组全部嵌完。
单层链式绕组的嵌线规律是：嵌1槽，空1槽，吊2把线圈。
简称为“嵌1空1吊2”。
按此种方法嵌线，同相线圈之间的过桥线可不截断，连接时要注意翻把，使其首首相连、尾尾相连。
绕组展开图的有关概念与构成原则
• • •
① 转子铁芯的横截面是一个圆，其几何角度（机械角度）为360°。 ② 从电磁角度看，一对N、S极构成一个磁场周期，即一对磁极为360°电角度。 ③ 电动机的磁极对数为P时，气隙圆周的角度数为P×360°电角度。
一、绕组的相关概念
• 7．每极每相槽数q
• 在电动机中，每个磁极所占槽数要均等地分给三相绕组。每相绕组在每个磁极下所分 到的槽数，称为每极每相槽数。 q=Z/2Pm，式中，m为定子绕组相数。
Hale Waihona Puke Z=24，2P=4，电角度=2×360°=720°，α=30°，m=3，q=24/（2×2×3）=2
一、绕组的相关概念
• 5．节距Y
• 一个线圈的两条有效边之间相隔的槽数称为节距或跨距，如图4-4所示。 在图4-4所示 绕组中，左边第1个线圈的一条边在第1个槽内，另一条边在第6个槽内，两边相隔5个 槽，这个线圈的节距为5，即y=5或y=1～6。 若y=τ，称为整距绕组；y＞τ时，称为长 矩绕组；y＜τ时，称为短距绕组。电动机的双层绕组一般采用短节距绕法，这样既减小 了 高次谐波（特别是3、5次谐波）对电动机的影响，改善了电动机性能，又节省了绕 组端部的用铜量。(为了降低电机反电动势的谐波影响以及节约铜线考虑，一般采用双 层绕组短距绕法，假设Z=30，2P=8， τ=3.75，采用短距绕法节距取3；假设Z=12， 2P=14，τ=0.857，此时节距只能取1)
绕组展开图的有关概念与构成原则
整理：舒伟方
目录
绕组的相关概念
绕组的构成原则
画绕组展开图
示例
一、绕组的相关概念
• 1．绕组
• 绕圈（绕组元件）是构成绕组的基本单元。绕组是绕圈按一定规律排列和连接而成的。 绕圈可以分为单匝线圈和多匝线圈。与线圈相关的概念包括有效边、端部、线圈节距 等，如图4-2所示。
三相单层绕组展开图解读
即各极相组之间“头头相连，尾尾相连”。
国 产 J02—21—4 型 ， J02—22-4 型 ， Y90S—4 型 ， Y802—4型等三相异步电动机的定子绕组采用的都是这
种嵌线方法。
例:
同心式绕组
国产Y100L-2型三相异步电动机,定子绕组为 单层同心式绕组,定子槽数Z1=24,极数,m=3,大线 圈节矩为11(1—12)槽 ,小线圈节距为9(2—11)槽, 试会出其绕组展开图。 解： 分极、分相
向外伸出半个槽宽各作一条直线，两竖直线之 间的距离即为定子圆周长。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112131415161718192021222324
2.确定每极槽数（分极） 将定子全部槽数按极数均分, 即每极槽数为：
τ =Z1/2P=24/4=6
N S N S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112131415161718192021222324
机
实
物 演
示
链 式 绕 组
例 1: 国产 Y90L—4 型三相异步电动
机，定子绕4， 相数为
m=3, 节距 y=5( 即 1—6) 槽，试绘出绕 组展开图。
绘 图 步 骤
1. 以线段表示定子铁芯槽（元件有效边）并
编号；以线段表示24槽等距地画于纸上，两端
3. 确定每极每相槽数（分相） 并写出每对极下 相带的顺序
q =Z1/2pm=24/4x3=2
N U1 W2 V1 U2
S W1 V2 U1
N W2 V1
S U2 W1 V2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11121314 15 1617181920 21222324
4． 标出电流方向； 在同极距（同性磁极）下 , 所有元件有 效边电流方向相同 , 在异性磁极下元件有 效边的电流方向相反。
36槽绕组嵌放展开图解析
=36/4=9 =36/2=18
y=τ 时，线圈称为整距线圈； y<τ 时，线圈称为短距线圈； y>τ 时，线圈称为长距线圈；
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
每极每相槽数：
每个极下每相占有的槽数。 已知总槽数Z、极对数p和相数m，则
Z q 2 pm
例：Z=36，2p=4
将星形图圆周分为三等份， 11(29) 每等份120º（称120º相带）， 将每个相带内的所有导体电 B相10(28) 动势相量正向串联起来（蓝 9(27) 色为A相；黑色为B相，红色 8(26) 为C相），得到相电动势。 7(25)
6(24) 5(23)
相带：是指一相绕组在一个磁极下连续所占的电角度。
与线圈相关的概念： 有效边；端部；
线圈节距：一个线圈两个有效边之间所跨的槽数，用 y表示。
y＝4 (1－5)
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
极距：相邻极所距距离；沿定子铁心内圆每个磁极所占的 范围（槽数）
用槽数表示：=Z/2p
用长度表示：=D/2p
例：Z=36，2p=4 例：Z=36，2p=2
一般地，如电机有p对极，则有p个重叠的槽电势星形。
《电机学》 第四章 交流电机绕组的基本理论
3、 采用60º相带可获得较大的基波电势
分相方法：将星形图圆周 分为六等份，每等份60º （称60º相带）。A、B、C 三相带中心线依此互差 120º ，X相带中心线与A相 带中心线互差180º ，将X 相带与A相带电动势反向 串联起来得A相电动势。 同理得到B、C相电动势。 各相电动势大于120º相带 A和X相带内的全部导体属于A相，B和Y 时的值。
4.1
交流绕组的基本要求
电动机绕组展开图画法
N
S
N
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
U1
U2
确定另外两相的首端 24槽4极三相异步电动机绕组展开图
三相电的电角度为120度，电动机的 电角度为：磁极对数*360。所以， 本电机的电角度为2*360=720度。由 于是24个槽，所以每槽所占电角度 为：720/24=30度。三相绕组的首端 相差120度电角度，所以首端相差4 槽。U相首端为2槽，则V相首端为6 槽，W相首端为10槽。
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
V2
U1
V1
U2
连接W相绕组 24槽4极三相异步电动机绕组展开图
依照上面原则连接W相绕组
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
N
S
N
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
N
S
N
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
分 相 24槽4极三相异步电动机绕组展开图
每一磁极下有三相绕组，每一 磁极下有六个槽，所以，每极 每相占槽数是2。24槽/4极/3相 =2槽/极相。我们用不同的颜色 表示三相绕组。当然在实际中 是没有颜色区分的，都是铜线。
❖ 槽距角：相邻槽之间的电角度。由于定子槽在定 子圆周上是均匀分布的，若Z为定子槽数，P为极 对数，则a=p*360/Z
电动机绕组展开图的画法
电动机绕组展开图的画法所谓展开图，就是将电动机定子铁心带绕组用刀切开并摊平，按电动机绕组在定子铁心上的布置，画出的一种绕组展开图。
例1、一台24槽，4极电机，要求采用同心式绕组布置，求画绕组展开图。
1、根据要求先出每极所占槽数每极所占槽数=电动机的总槽数/(2P) 或=电动机的总槽数/4（极数）每极所占槽数=24/4=6槽如下图所示2、求出每极每相所占（即为极相组）槽数，即在一个磁极里（N或S）按三相平分所得的槽数。
每相在每个磁极里均按A、C、B的规律排列，而每相所占的槽数必定相等。
如下图所示。
每极每相所占槽数=每极所占槽数/3相=6/3=2槽3、画第一相绕组展开图根据上面计算分配得知，每极每相所占槽数为2，即第一极N中，A相占2槽（1、2槽）。
而第二极S中，A相也占2槽（7、8槽）。
第三极N中，A相也一样占2槽（13、14槽）。
而第四极S中，A相同样也占2槽（19、20槽）。
对于单层电动机而言，一个线圈有二个有效边，如果它的第一个有效边在N极，则另一个有效边就是在S极。
根据同心式绕组的画法，我们得出第一个N极和第二个S极的1------8槽（y=7)、2------7槽(y=5)相连的二个绕组，而第三个N极与第四个S极的连接与上面是相同的，分别是13------20、14------19相连，同样组成另二个绕组。
这样A相绕组全部画完（画时应逆时针方向）。
4、绕组的连接绕组的连接是按顺电流方向，逆时针，依绕组先后排列顺序依次连接。
A、电流的方向在同性磁极下电流方向必定相同，在异性磁极下电流的方向必定相反。
根据经验，相邻二相的电流方向恰恰相反（初学时电流方向一定要搞清）。
对于一个绕组而言，若规定了它的进出线的位置，按上图第一个线圈是由第1槽进线(它位于N极），可以确定电流的流向是向上。
而电流不管匝数有多少电流总是由第8槽流出（它位于S极），故电流的流向必定是向下的。
又由于第2槽与第1槽同处于N极，故第2槽的电流方向与第1槽相同，同是向上。
《中级电工工艺学》教案 第四章 交流电机的修理
第四章交流电机的修理1、交流电机的地位：在实际应用中，交流电机约占全部使用电机的85％以上，因此，掌握交流电机的修理工艺及试验方法，对于维修电工来说，有着十分重要的意义。
2、交流电机分类：交流电机有同步电机和异步电机两大类。
它们的定子结构完全相同，但转子区别很大。
第一节交流电机的绕组及其展开图一、概述1、三相交流电机的绕组指哪些绕组：三相同步电机定子绕组及三相异步电机的定子绕组和三相异步电机的转子绕组都称为三相交流电机的绕组。
2、电枢绕组指哪些绕组：由于三相电机的定子绕组或直流电机的转子绕组为是能量转换的“枢钮”，所以又称为电枢绕组。
（一）三相交流电机绕组构成的原则交流电机绕组的构成原则有以下三点。
1、三相交流电机的绕组必须是对称分布的。
对称的三相绕组应符合以下的条件①各相绕组的导体数、并联支路数相等，导体的规格一样。
②每相绕组在定子内圆周上均匀地分布，三相绕组在空间位置上各相差一个相同的角度。
2、绕组所建立的磁场在气隙中的分布接近正弦以使电机具有良好的性能3、要有一定的经济指标，即在相同的功率情况下体积小，材料省、紧固耐用。
（二）交流电机绕组的分类交流电机绕组的种类很多1、按相数分：有单相和三相绕组；2、按槽内层数分：⑪单层绕组：同心式、交叉式和链式；⑫双层绕组：有叠绕组和波绕组；3、按每极每相所占的槽数是整数还是分数：又有整数槽和分数槽两种本节仅以三相单层和双层绕组为例说明绕组的排列和连接。
（三）绕组的几个基本术语组元件。
线圈单元可以由一匝或互相绝缘的多匝导体组成，如图4—1所示。
有效部分：线圈单元有两个线圈边，每个线圈边嵌放在槽内直线部分的叫有效部分；端部：槽外部分叫端部。
首端和末端：线圈单元有两个引出线，一个叫首端，另一个叫末端。
2、极对数p 电机的主磁场沿气隙按N 、S 、N 、S ……交替分布，一对磁极形成一个周期。
如果沿气隙有户 个周期，则极对数为声。
图4—2是极对数p=4的电机的磁场分布情况。
电机绕组展开图
电机绕组展开图
作者:
日期: 2
个人收集整理，勿做商业用途
丿/^电机绕组展开图■
直流电机的励磁绕组有好几种，有串励绕组，并励绕组，他励绕组。
转子上的绕组叫电枢绕组。
换向极上有换向绕组（用于改善电机换向）。
大容量的直流电机上，极靴上可能还会有补偿绕组（减小电枢反应带来的副作用）。
单相电机分主绕组和副绕组，也有的叫法是运行绕组和启动绕组。
三相异步电机一般就是定子绕组和转子绕组，一般的三相异步电机转子绕组是铸铝导条或都铜条，绕线式异步电机转子绕组也是嵌进去的漆包线。
同步电机分定子绕组和励磁绕组，有的同步电机有阻尼绕组，有的同步电动机有启动绕组。
个人收集整理，勿做商业用途
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图=单层绕组排列步骤％连相绕组，串联与并联
个人收集整理，勿做商业用途2V
个人收集整理，勿做商业用途
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a/4W A/2Y
①
U
ft 15 6
3
30
2 0/ △
\ \23 —\ \i
16 17 18 34 35 36 7 8 9 25 26 27
4 S 6 2 1。
交流绕组的构成
极 槽号
A
对
第一对极下
（1槽~18槽）
1,2,3
第二对极下 19,20,21
（19槽~36槽）
Z
4,5,6 22,23,24
B
7,8,9 25,26,27
X
C
Y
10,11,12 13,14,15 16,17,18 28,29,30 31,32,33 34,35,36
重庆电力高等专科学校
4.2交流绕组的构成
重庆电力高等专科学校
4.2交流绕组的构成
三、三相单层绕组 2．单层等元件式绕组 （2）各相带槽号分配表
第一对极区 第二对极区
相带 槽号 相带 槽号
A1 1,2 A2 13,14
Z1 3,4 Z2 15,16
B1 5,6 B2 17,18
X1 7,8 X2 19,20
C1 9,10 C2 21,22
四、三相双层绕组
N
1 23
S
N
S
10 11 12 19 20 21 28 29 30
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
重庆电力高等专科学校
4.2交流绕组的构成
四、三相双层绕组
叠绕组： 绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中，后一个线圈紧“叠”在前一个线圈上 并联支路a=1时，属于A相的所有线圈组按电势相加原则串联，即头接头、 尾接尾。 并联支路a=2时，A1相带和X1相带线圈组按电势相加原则串联，即尾接尾； A2相带和X2相带线圈组按电势相加原则串联，即尾接尾；再把两支路并联， 即头接头、尾接尾。
重庆电力高等专科学校
4.2交流绕组的构成 四、三相双层绕组 双层叠绕组 优点：可以灵活地选择线圈节距来改善电动势和磁动势波形。 缺点：线圈组间连接线较长，极数多时耗铜多。 主要用于10kW以上异步电动机以及同步电机的定子绕组。
第三章 三相异步电动机的绕组
第一节 绕组基本概念
2、隐极式接线
同相相邻极相组按“尾接头”、“头接尾”相连接的接 线。其特点是所有极相组中的电流方向相同。隐极连接法每 相线圈组不但各自形成磁极，而且相邻两组线圈组之间还形 成磁极。可见这种接法的极相组数为磁极数的一半，即每相 绕组的极相组数等于磁极对数 。
第二节 三相异步电动机绕组的排列
一、单层绕组
3、交叉式绕组
例题：三相异步电动机Y-132S-4型，定子绕组为单层交叉式，定 子槽数Z=36，极数2p=4，请绘出绕组展开图。 解:（1）计算极距，每极每相槽数：
q
Z 36 9槽 2p 4分极分相带，标出相带的电流方向； （3）根据相带和电流方向连接线圈组及相绕组. U相绕组展开图画法过程演示
一、单层绕组
三相36槽4极单层交叉式绕组展开图：
由展开图可知： 定子绕组嵌线规律为嵌二空一，嵌一空2，吊3。 端部接线规律：两个大线圈之间头尾相接，两个大线圈与小线 圈之间为头接头、尾结尾。 交叉式绕组的特点：主要用于q为奇数的小型三相异步电动机定 子绕组中。
第二节 三相异步电动机绕组的排列
三、分数槽绕组
分数槽绕组就是指每极每相槽数q不是整数，而是分数的绕组。
三相8极30槽电动机分数槽绕组展开图画法
（1）计算数据
Z 30 3 3 2p 8 4
5 5 3 1 y 3 3 6 6 4 8
q Z 30 1 1 2 pm 8 3 4
据q值查表知，线槽分配规律为1，1，1，2；1，1，1， 1；……即每相绕组在每４个磁极中，每3个磁极下只占一个槽， 而在另一磁极下占２个槽。
三、分数槽绕组 （2）绘制绕组展开图
三相8极30槽电动机的Ｕ相绕组（V、W相相似）
电动机绕组展开图画法-PPT文档资料
N
S
N
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
U1
U2
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
确定另外两相的首端
三相电的电角度为120度，电动机的 电角度为：磁极对数*360。所以， 本电机的电角度为2*360=720度。由 于是24个槽，所以每槽所占电角度 为：720/24=30度。三相绕组的首端 相差120度电角度，所以首端相差4 槽。U相首端为2槽，则V相首端为6 槽，W相首端为10槽。
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
N
S
N
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
U1
U2
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
连接另外两相绕组
按照以上原则对V、 W相绕组进行绘制
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
分 相
每一磁极下有三相绕组，每一 磁极下有六个槽，所以，每极 每相占槽数是2。24槽/4极/3相 =2槽/极相。我们用不同的颜色 表示三相绕组。当然在实际中 是没有颜色区分的，都是铜线。
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
N
S
N
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
画 电 流
根据同一磁极下电流方 向相同，不同磁极下的 电流方向相反的原则我 们进行绘制电流方向
24槽4极三相异步电动机绕组展开图
N
三相异步电动机的定子绕组
5、用途
同心式绕组端部连线较长，适用于q=4、6、
8等偶数的2极小型三相异步电动机。
2023年8月26日
星期六 §3－2 三相异步电动机的定子绕组（中）
八、 三相 单层 绕组 的优 缺点
元件少，结构简 单，嵌线方便， 槽内无层间绝缘
优点
单层绕组为 整距绕组
§4－3 三相异步电动机定子绕组
2、举例 已知三相异步电动机，Z1=24槽，
2P=4，m=3，双层绕组，a=1，试作出表示 极相组之间连接规律的U相接线图。 解：极相组 = 2Pm = 4×3 = 12 个 3、练习：
已知三相异步电动机，Z1=36槽，2P=6， m=3，单层短距绕组，a=1，试作出表示极 相组之间连接规律的圆形接线图。 返回首页
画出Z1 = 36槽，2P=4，m=3，a=1单
层短距交叉式绕组展开图。
解：⑴τ= Z1/2P = 36 / 4 = 9槽
⑵q = Z1/2Pm = 36 /(4×3) = 3槽
⑶ys = 2q + 2 = 2×3 + 2 = 8 槽 yd = 2q + 1 = 2×3 + 1 = 7槽
2023年8月26日
§4－3 三相异步电动机定子绕组
本节要点： 一、三相定子绕组的基本要求和分类 二、绕组的基本术语 三、绕组的连接方式 四、三相定子绕组的构成原则 五、三相单层绕组 ㈠画展开图的步骤 ㈡单层链式绕组 ㈢交叉式绕组 ㈣同心式绕组 ㈤单层、双层绕组的特点 ㈥双层绕组的展开图
2023年8月26日
星期六
§4－3 三相异步电动机定子绕组
）→（1—20）→U2 嵌线规律：嵌一空一吊二
发电机定子绕组接线方式介绍
（32）（33）（34） Y
X
（31） 14 （30）1213
15 16 17（35） 18（36）
（29）11
（28）10
1（19） 2（20）
（27）9 8 （26） 7
6
5
3（21） 4（22）
A
B （25）（24）（23）
Z
二、绕组展开图的绘制
120°相带的划分（以4极3相36槽电机为例）
辅助绕组（换向极绕组、补偿绕组、阻尼绕组）
一、绕组概述
电枢绕组的分类 电枢绕组分为： 直流电枢绕组——直流电机——转子绕组 交流电枢绕组——交流电机——定子绕组
一、绕组概述
交流绕组的分类
按相数分
单相 三相
按每极每相槽数分
整数槽 分数槽
按槽内层数分
单层 双层
同心式 交叉式 链式
叠绕 波绕
一、绕组概述
电枢绕组的常用术语
元件
绕组线圈称为绕组元件，分单匝和多匝。一个元件由两条元件边和端接线组成，元件边放在槽内，能切割 磁力线而产生感应电动势，叫“有效边”，端接线放在槽外，不切割磁力线，仅作为连接线用。每个元件的一 个元件边放在某一个槽的上层，另一个元件边则放在另一槽的下层（双层绕组）。
白鹤滩电厂定子绕组是由定子线棒及其固定支撑结构组成。
分类：
根据线圈的形状和连接规律，双层绕组可分为叠绕组和波绕组两类。
a
c
a
c a′ c′
a′
c′
四、三相双层绕组
叠绕组 任何两个相邻的线圈都是后一个叠在前一个上面的，称为叠绕组。
N
S
N
S
1
3
5
7
9
1 1
第三章 三相异步电动机的绕组
➢ 结构特征：单层绕组的每一个槽内只有一个线圈边，整个绕组的线圈 数等于总槽数的一半 。
➢ 特点：嵌线比较方便，槽内没有层间绝缘，槽的利用率高，故常用于 小型三相异步电动机，但它的电气性能较差，且绕组端部不整齐。
➢ 分类：同心式、链式、交叉式 ➢ 展开图一般步骤：
（1）计算每极每相槽数q ； （2）按2p划分极数，按q槽划分相带 ； （3）按照U1—W2—V1—U2—W1—V2相序标明相带； （4）按相邻相带电流方向相反，画出所有槽内线圈有效边的参考电 流方向； （5）以极相组为单位，按绕组参考电流方向分别连接各相绕组，并 标明出线端的首尾。
中等职业学校教学用书（机电专业）
《电动机的结构与维修》 电子教案
主 编 杜德昌 宋丽娜
1
第三章 三相异步电动机绕组
第一节 绕组基本概念 第二节 三相异步电动机绕组的排列
2
第一节 绕组基本概念
一、绕组、绕组展开图及三相绕组构成原则
1．绕组、绕组展开图 ➢ 绕组基本元件是线圈 ➢ 绕组联线的规律----展开图
➢ W1
19----6 17----8
20----5 W2
18----7
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一、单层绕组
三相24槽2极单层同心式绕组展开图：
由展开图可知： ➢ 定子绕组嵌线规律为嵌二空二吊四 ➢ 端部接线规律：头接头，尾接尾。 ➢ 同心式绕组的特点：绕圈组中各线圈节距不等，各绕圈的轴
线重合。优点是端接部分互相错开，重叠层数较小，便于布 置、散热较好；缺点是线圈大小不等，绕线不方便。
18
一、单层绕组
3、交叉式绕组
例题：三相异步电动机Y-132S-4型，定子绕组为单层交叉式，定 子槽数Z=36，极数2p=4，请绘出绕组展开图。
绕组的有关概念
绕组的有关概念绕组是电机、变压器等电气设备中的重要组成部分，它是由导线或线圈绕制而成的。
绕组的结构和特性直接影响着设备的工作性能和性能参数，因此对于绕组的概念、类型和设计要求有必要进行深入了解。
1.绕组的概念绕组可以被定义为导线或线圈在电机、变压器等电源设备中的均匀或不均匀分布。
绕组通常由一组绝缘导线绕在铁心上，电流通过导线时，会在绕组周围形成磁场，从而实现电磁能量的转换。
绕组的主要目的是通过在磁场中引入导线来产生电磁力和电场，以实现电能的传递和转换。
2.绕组的类型绕组根据其功能和结构特点，可以分为磁绕组、感应绕组、电场绕组和谐振绕组等几种类型。
2.1磁绕组：磁绕组是用于产生磁场的绕组，通常位于原电源设备的定子部分。
如电机的定子绕组，它通过电流在每个绕组上产生磁力，从而使定子产生磁场，与转子磁场进行交互作用，从而使电机产生转矩，实现机械能转变为电能。
2.2感应绕组：感应绕组是指绕组中产生感应电动势的部分。
在变压器中，由于磁铁产生的磁场通过铁心传递到绕组中，绕组中的磁力线通常通过互感感应电动势，使能量在绕组之间进行传递和转换。
2.3电场绕组：电场绕组是指绕组中产生电场的部分。
电场绕组通常具有一些特殊的结构，如电容器中的电极、电感器中的感应线圈等。
当电极之间施加电压时，电场绕组中会产生电场能，这种电场能可以通过空气或电介质传输，从而实现电能的传输和转换。
2.4谐振绕组：谐振绕组是指在一定频率下工作的绕组，它可以通过调整电感值和电容值来实现电路的谐振。
谐振绕组通常在无线能量传输和通信系统中应用较多。
3.绕组的设计要求绕组作为电源设备的核心部件，其设计要求直接影响着设备的工作性能和性能参数。
下面是绕组设计中需要考虑的主要要求：3.1充分利用材料：绕组设计应合理使用导线或线圈的导电材料，以提高绕组的导电性和导热性能。
合理选择材料可以降低散热功耗，减少能量损失，提高设备的效率。
3.2安全和可靠性：绕组设计应考虑设备运行时的温度、电流和电压等特性，保证设备在正常工作范围内不会过热或损坏。
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三、画绕组展开图
• 2、分数槽集中绕组电动势相量星形图
• 三相电机绕组展开图中表示了每一相绕组由哪几个线圈串联起来，每个线圈所在槽号 位置和绕向。每个线圈，我们称为原件，他有两个线圈边。两个线圈边分别放在不同 的两个槽内，这两个槽之间的距离称为节距，用y表示。分数槽集中式绕法是指节距为 1的一种绕线方式。他的每个线圈绕在单个齿上。 在分析分数槽集中绕组的绕组展开图宜采用齿电动势相量星形图，而不用槽电动势相 量星形图，这样方便一些。齿电动势相量星形图中每个相量表示处于该齿上一个线圈 感应电动势大小及相位。（节距＞1的一般采用槽电动势相量星形图）
一、绕组的相关概念
• 4．电角度、槽距角、相数、每极每相槽数
• • • • • 槽距角、相数、每极每相槽数如图4-3所示。 1、电角度=P×机械角度=P×360° 2、 一个槽所占的电角度数称为槽距角，用α表示，即α=P×360°/Z。 3、 相数用m表示，如m=3。 4、 每个磁极内每相所占的槽数称为每极每相槽数，用q表示，q=Z/2Pm。
• • •
① 转子铁芯的横截面是一个圆，其几何角度（机械角度）为360°。 ② 从电磁角度看，一对N、S极构成一个磁场周期，即一对磁极为360°电角度。 ③ 电动机的磁极对数为P时，气隙圆周的角度数为P×360°电角度。
一、绕组的相关概念
• 7．每极每相槽数q
• 在电动机中，每个磁极所占槽数要均等地分给三相绕组。每相绕组在每个磁极下所分 到的槽数，称为每极每相槽数。 q=Z/2Pm，式中，m为定子绕组相数。
• 8．绕组并联支路数
• 可将一台电动机中每相所有的线圈串联成一条支路，也可并联组成多条支路。每相绕 组中并联的路数称为并联支路数。
• 9．相带
• • • 定子绕组每极每相所占的电角度称为相带。 电动机相带=P×360°/（2×P×m）=180°/m。 三相电动机相带=180°/3=60°。
二、绕组构成原则 • 1．对称三相绕组的条件
四、示例 • 1、示例一 12槽14级电机
• 9）采用ansoft软件绘制绕组展开图（ansoft的编号对应的是槽，假设正号代表电流往上流）
The end,thank you!
Z=24，2P=4，电角度=2×360°=720°，α=30°，m=3，q=24/（2×2×3）=2
一、绕组的相关概念
• 5．节距Y
• 一个线圈的两条有效边之间相隔的槽数称为节距或跨距，如图4-4所示。 在图4-4所示 绕组中，左边第1个线圈的一条边在第1个槽内，另一条边在第6个槽内，两边相隔5个 槽，这个线圈的节距为5，即y=5或y=1～6。 若y=τ，称为整距绕组；y＞τ时，称为长 矩绕组；y＜τ时，称为短距绕组。电动机的双层绕组一般采用短节距绕法，这样既减小 了 高次谐波（特别是3、5次谐波）对电动机的影响，改善了电动机性能，又节省了绕 组端部的用铜量。(为了降低电机反电动势的谐波影响以及节约铜线考虑，一般采用双 层绕组短距绕法，假设Z=30，2P=8， τ=3.75，采用短距绕法节距取3；假设Z=12， 2P=14，τ=0.857，此时节距只能取1)
•
三、画绕组展开图
• 3、三相分数槽集中绕组电机绕组展开图画法步骤
• • • • • • 1）计算单元电机 设原电机槽数为Z，极对数为p，如果它们的最大公约数为t，他的单元电机槽数为Z0， 极对数为p0，有下面关系：Z0=Z/t，p0=p/t。 原电机是由t个单元电机组成，下面我们只需研究一个单元电机的电动势相量星形图和 绕组展开图便可以了。原电机就是t个单元电机的重复。 2）单元电机的电动势相量星形图 在图中画出Z0个均布相量星形，相邻两个相量之间夹角α‘等于360°/Z0。 取其中任意一个相量为1号齿，如图所示，常取最上面的相量为1号齿。并习惯取顺时 针方向为正相序方向。 由槽距角α=360×p0/Z0，决定了2号 相量的位置，顺时针方向数p0个相量 就是2号相量的位置，依次类推。 示例：12槽14极电机，Z0=12， p0=7，12和7无公约数，t=1，本身 就是单元电机。
• 5）画出12条点划线代表槽，并标记齿号
•
6）根据相量星形图在对应齿上标上相带
•
7）画上绕组
四、示例 • 1、示例一 12槽14级电机
• 8）A逆时针绕线，-A顺时针绕线，依次连线
四、示例 • 1、示例一 12槽14级电机
• 9）采用ansoft软件绘制绕组展开图（ansoft的编号对应的是槽）
•
•
三、画绕组展开图
• 4、相带的划分
• 对于三相电机最常用的是60°相带，即将Z0个相量均分为6份。对于常用的双层绕组， 将Z0个线圈均分，每个相带有相等个数的线圈。我们可以用点划线均分。6个相带依次 为A，-C，B，-A，C，-B。每个相带有两个线圈，每相两个相带共有4个线圈。本例， A相的齿是1，-2，-7，8。带负号的齿在-A相带，表示这些线圈应当反绕。相带不是唯 一的，也可以取1,6号齿为A相带，等等。 如果Z0为奇数，平均每相有奇数个线圈，同一相的两个相带包含的线圈数不等，分别 叫大相带和小相带
•
四、示例 • 1、示例一 12槽14级电机
• 1）本身为单元电机，在CAD里竖直画一条直线 2）圆周阵列12根
•
3）标记齿号（最上为1，隔p（7）个齿为下一个齿）
4）划分相带（全极式60°相带，半极式120°相带）
先画一根点划线，然后圆周整列6根点划线
四、示例 • 1、示例一 12槽14级电机
•
三、画绕组展开图 • 5、画绕组展开图
• 知道了A相对应的齿是1，-2，-7，8，绕组展开图就是将这四个线圈连接起来。先设定一种方向为 正绕向，例如，假设逆时针为正绕向，那么1号和8号为逆时针绕线，2号和7号为顺时针绕线。至于 先接哪个线圈原则上是没有关系的，可以考虑实际操作的方便灵活性，如本例，C相绕组是从-C相 带的-3号线圈开始的，目的是使三相的出线端比较集中一些。 为了方便起见，在绕组展开图上每个齿上标注A，a，B，b……，实际就表示这个齿属于哪个相带。 这里小写的属于负相带，另外大写的逆时针绕，小写的顺时针绕，最后将三相绕组的尾部连接为中 点，完成星形解法的绕组展开图。
三、画绕组展开图
• 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ槽电动势相量星形图
• • • 槽电动势相量星形图中每个相量表示处于该槽线圈边感应的电动势大小及相位。这些 槽电动势相量都是从原点出发，呈现星形形状，所以称为星形图。 需要注意的如下： 1）电动势相量星形图的前提假定这些电动势是正弦量，但无刷直流电动机的绕组电动 势不完全是正弦的，除了基波外还有许多谐波。所以，这里的电动势相量可以理解为 表示的是基波电动势。 2）对于多极电机，电动势相量星形图的角度是电角度，不是机械角度。每个相量的角 度对应的是改电动势的相位。例如，相邻两个槽相量之间的角度表示这两个槽电动势 之间的相位差，我们称之为槽距角α，用电角度表示。冲片图中相邻两个槽之间的角度 是机械角度，它等于360°/Z，这里Z是槽数。一般，此机械角度乘以极对数p等于用电 角度表示的槽距角。这样，槽距角α=360°×p/Z。换句话说相量是一个与时间有关的 量，机械角度是空间量，有区别。 3）由于绕组磁动势相量星形图与电动势相量星形图有对应关系，所以也可以用来表示 磁动势相量星形图。
一、绕组的相关概念
• 2．极数2P
• • • 极数是指定子绕组通电后所产生的磁极数。电动机的极数总是成对出现的，对于永磁 电机也可根据电动机转速计算磁极数。 P=60f /n n为电动机转速，f为电机换向频率，P为极对数，所得结果只能取整数。
• 3．极距τ
• 每极所占槽数或每极下的气隙长度称为极距。 定子总槽数为Z、电机极数为2P的电动 机，极距为τ=z/2P；若用长度表示极距，则τ=πD/2P ，D为定子铁芯气隙直径（外转子 电机为定子外径，内转子电机为定子内径），单位是mm。
一、绕组的相关概念
• 6．电角度
• • • 一个圆周所对应的机械角度为360°，如图4-5所示。但对磁场来说，一对磁极就对应 一个交变周期。把一个交变周期定义为360°电角度，因此电角度与机械角度的关系为： 电角度=P×机械角度 按上式求得的是铁芯整个圆周的电角度。在后面的分析中，还要用到槽距电角的概念。 槽距电角α1是指铁芯上相邻两槽中心间隙的电角度，等于每一个槽所占的电角度，即：
• • • ① 三相绕组在空间位置上各相差一个相同的角度，使三相电势的相位分别相差120°。 ② 每相绕组的导体数和并联支路数相等，导线规格相同。 ③ 每相线圈在空间的分布规律相同。因此，只需了解其中一相绕组的情况就可知道其 他两相的情况。
• 2．绕组构成原则
• • • • ① 三相绕组在每个磁极下应均匀分布。先将定子绕组按极数分，再将每极下的槽数分 成均匀的3个相带。 ② 同相绕组的各个有效边在同性磁极下的电流方向相同，在异性磁极下的电流方向相 反。 ③ 同相线圈有效边之间的连接原则是使有效边的电流在连接支路中的方向相同。 ④ 在三相绕组的6个接线头中，首端U1、V1、W1的位置互差120°电度角，末端U2、 V2、W2的位置也互差120°电度角
绕组展开图的有关概念与构成原则
整理：舒伟方
目录
绕组的相关概念
绕组的构成原则
画绕组展开图
示例
一、绕组的相关概念
• 1．绕组
• 绕圈（绕组元件）是构成绕组的基本单元。绕组是绕圈按一定规律排列和连接而成的。 绕圈可以分为单匝线圈和多匝线圈。与线圈相关的概念包括有效边、端部、线圈节距 等，如图4-2所示。