电机绕组的基本参数及常用名词术语
电机一些术语的解释
电机一些术语的解释1. 概念电流密度是指电机绕组单位截面积下所通过的电流大小，计算公式如下：式中，——相电流有效值(A)；——并联支路数；——并绕根数；——单根导线直径(mm)电负荷是指电机每相绕组的安培导体数，表征通入电机一相绕组中的总电载荷。
计算公式如下：式中，——电机槽数；——单齿绕组匝数；——电机相数；——并联支路数；——相电流有效值(A)。
线负荷是指沿电枢圆周单位长度上的安培导体数，线负荷是电机重要的技术、经济参数，其值大小决定了定子内圆单位表面积所产生的绕组铜损大小，直接影响温升和效率高低。
计算公式如下：式中，——每相串联匝数；——相电流有效值(A)；——电枢直径(mm)。
热负荷是指电枢单位表面的铜耗，是衡量电机发热情况的重要指标。
计算公式如下：式中，——铜的电阻率；——铜损。
2. 意义电流密度的选择对电机的性能及成本影响极大，要全面考虑电机的具体情况：效率、工况、制造成本、使用寿命、散热条件、绝缘等级、导线材料等等。
选用较大的电流密度，导体截面减小，可节省材料、降低成本，但同时导致了损耗增大、效率降低，同时电机的温升增高，寿命和可靠性都降低。
电负荷考量电机每相绕组总的安培导体数，对于相同电枢直径的电机，电负荷和线负荷具有相同的物理意义。
线负荷选取较大的值，在输出相同转矩的情况下，电机的尺寸和重量都会减小，但同时增大了电枢单位表面上的铜耗，使绕组温升增高，而且会使电枢反应加重，机械特性变软（线负荷增大，绕组电抗会增大）。
热负荷的大小直接影响到电机的发热和温升，热负荷值越大，电机的发热和温升就越高。
为了避免电机温升过高，线负荷A与电密J的乘积不能超过一定限度，A选取的大，J就相应的要选小些。
而实际上，我们总希望电机输出转矩大一些，这样势必会提高电机线负荷，而线负荷的增加一定会导致电流密度的增加，进而电机的热负荷增大。
这样的话，我们就只能从散热方面解决，提高电机散热能力，尽可能地降低电机的温升。
电机学电机绕组
φν 为ν次谐波的磁通量，φν
kwν = kyν ⋅ kqν = (sinν y1
分极分相： 分极分相 • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布） 并标记假设的感应电势方向； • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开 120电角度。
每极每相槽数
Z q = 2 pm
连线圈和线圈组
• 根据给定的线圈节距连线圈（上层边与下层边合一个线圈）； • 以上层边所在槽号标记线圈编号； • 将同一极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线圈 （共有q个线圈，为什么？）； • 将同一极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多 少个线圈组？）； • 以上连接应符合电势相加原则 。
• 极对数为基波的ν倍，极距为基波的1/ ν，随主极一起 以同步转速在空间移动。即
1、主极磁场产生ν次谐波的性 质
pν = ν p ;
τ τ ν = ; nν = n1 ν
• 谐波频率：
fν =
pν nν pn = ν φν = 4 .44 fν ⋅ w ⋅ k w ν ⋅ φν
对交流绕组的要求
（1）交流绕组通电后， 必须形成规定的磁场极数； （2）多相绕组必须对称， 不仅要求m相绕组的匝数N、跨距y1、线 径及在圆周上的分布情况相同， 而且m相绕组的轴线在空间上互差 3600/m电角度。 （3）交流绕组通过电流所建立的磁场在空间的分布为正弦分布，且 旋转磁场在交流绕组中感应电动势必须随时间按正弦规律变化。 采 用分布绕组和短距绕组。 （4）在一定的导体数之下， 建立的磁场最强而且感应电动势最大。 因此线圈的跨距y1尽可能接近极距， 而且对于三相绕组尽可能采用 600相带。（每个极距内属于同一相的槽在圆周上连续所占有的电角 度区域称为相带）。 （5）用铜少；下线方便；强度好。
罩极式单相电机绕组参数表
罩极式单相电机绕组参数表一、电机基本信息型号：罩极式单相电机额定功率：X kW额定电压：Y V额定频率：Z Hz二、绕组参数1. 极数罩极式单相电机通常采用2极、4极或6极设计。
极数决定了电机的转速和输出功率。
2. 绕组类型罩极式单相电机绕组通常分为主绕组和辅助绕组两种。
主绕组用于产生主磁场，辅助绕组用于产生辅助磁场。
3. 主绕组参数(1) 主绕组匝数：N1主绕组匝数决定了主磁场的强度，直接影响电机的输出功率和转速。
(2) 主绕组导线直径：d1主绕组导线直径决定了主绕组的电阻和电流承载能力。
(3) 主绕组绝缘材料：如聚酰亚胺、聚酰胺等主绕组绝缘材料需要具备良好的耐热、耐电压和耐化学腐蚀性能。
4. 辅助绕组参数(1) 辅助绕组匝数：N2辅助绕组匝数决定了辅助磁场的强度，通过与主磁场的相互作用使电机产生启动转矩。
(2) 辅助绕组导线直径：d2辅助绕组导线直径决定了辅助绕组的电阻和电流承载能力。
(3) 辅助绕组绝缘材料：如聚酰亚胺、聚酰胺等辅助绕组绝缘材料需要具备良好的耐热、耐电压和耐化学腐蚀性能。
5. 绕组连接方式罩极式单相电机的绕组通常采用星形连接或三角形连接。
星形连接适用于高转速低功率的电机，三角形连接适用于低转速高功率的电机。
6. 绕组绝缘等级绕组绝缘等级是指绕组对电压、温度和湿度等环境条件的耐受能力。
常见的绕组绝缘等级有E级、B级、F级等。
三、其他参数1. 起动方式罩极式单相电机常见的起动方式有直接起动、自启动电容起动和电磁起动。
2. 效率电机效率是指电机输出功率与输入功率之比，通常以百分比表示。
提高电机效率可以减少能源损耗和运行成本。
3. 功率因数功率因数是指电机输入功率与视在功率之比，反映了电机利用电能的效率。
功率因数越高，电机的能效越好。
4. 轴承类型罩极式单相电机常见的轴承类型有滚动轴承和滑动轴承。
滚动轴承具有高速度、高精度和长寿命的特点，滑动轴承具有耐高温和耐冲击的特点。
罩极式单相电机的绕组参数对于电机的性能和工作特性具有重要影响。
电枢绕组的一般知识
a
c
a′
c′
a 线圈并不和 c 线圈直接串联
a
c a′ c′
a
c a′ c′
注意: 虚线表示下元件边
实线表示上元件边
通常电机绕组需要用较多的元件组成， 但电枢铁心周围表面有时不能冲太多的槽， 因此每个槽的上、下层可嵌放多个线圈边。
同一槽内每个上、下元件边所占的槽的位置 为一个虚槽。
虚槽数
Qu uQ
单叠绕组
单叠绕组
单叠绕组连接顺序表
绕组展开图比较直观，但画起来比较麻烦，为简便起见， 绕组连接规律也可用连接顺序表来表示。本例连接顺序表 如下。上排数字同时代表上层元件边的元件号、槽号和换 向片号，下排数字代表下层元件边所在的槽号。
单叠绕组
取一瞬间（如图F1-16瞬间），将此瞬间不与电刷接触的换向片 省去不画，可以得到图1-15的并联支路图。可以看出单叠绕组的连 接规律是将同一磁极下的各个元件串联起来组成一条支路。所以， 单叠绕组的并联支路对数a总等于极对数p，即a=p。
如一个实槽中嵌放3个元件边。 一个实槽中有3个虚槽 u 3 如实槽数 : Q 20
虚槽数： Qu uQ 3 20 60
元件数： S Qu 60
一个绕组元件两端分别与两片换向 片连接，元件之间同过换向片相互串 联起来。
注意：一个换向片与两个
线圈边连接。
12 34 5
换向片数：
K S Qu
磁极距
Qu （槽）
2p
整距y1
N 极感应电势和 S 极感应电势大小相同， 方向不同。
整距y1
N
S
y1
N 极感应电势和 S 极感应电势大小相同，方向不同。 整距线圈电动势最大
y1
双速电机绕组参数计算百科
双速电机绕组参数计算百科
双速电机是一种常用于工业和家用电器中的电动机，它具有两种不同的转速档位，可以根据需要进行切换。
这种电机通常由两个绕组组成，分别用于低速和高速转动。
双速电机的绕组参数是设计该电机的重要依据。
绕组参数包括线圈的匝数、线径、绕组层数等。
这些参数决定了电机的电磁特性和性能。
让我们来看看双速电机的低速绕组参数。
低速绕组通常由较多的匝数组成，以增加电磁力和转矩。
线径较细，可以增加绕组的电阻，从而减小电流。
绕组层数较多，可以增加绕组的长度，进一步增强电磁力。
这些参数的设计可以使电机在低速档位下获得较大的转矩输出。
接下来是双速电机的高速绕组参数。
高速绕组通常由较少的匝数组成，以降低电磁力和转矩。
线径较粗，可以减小绕组的电阻，从而增加电流。
绕组层数较少，可以减小绕组的长度，进一步降低电磁力。
这些参数的设计可以使电机在高速档位下获得较高的转速输出。
双速电机的绕组参数设计需要考虑到电机的功率需求、电源电压和电机负载等因素。
不同的应用场景可能需要不同的绕组参数，以满足特定的性能要求。
双速电机的绕组参数对于电机的性能和功效具有重要影响。
合理设
计绕组参数可以使电机在不同档位下具备不同的转速和转矩输出，满足不同应用场景的需要。
这些绕组参数的选择和调整需要经过严谨的计算和实验验证，以确保电机的稳定运行和优良性能。
电机绕组的基本参数及常用名词术语
电机绕组的基本参数及常用名词术语一：绕组的基本参数１．机械角度与电气角度电机绕组分布铁心槽内时必须按一定规律嵌放与联接，才能输出对称的正弦交流电或产生旋转磁场。
除与其它一些参数有关外，反映各线圈和绕组间相对位置的规律时，我们还要用到电气用度这个概念。
从机械学中知道可以把圆等分成360°，这个360°就是平常所说的机械角度。
而在电工学中计量电磁关系的角度单位则叫做电气角度，它是将正弦交流电的每一周在横坐标上等分为360°,也就是导体空间经过一对磁极时在电磁上相应变化了360°电气角度。
因此，电气角度与机械角度在电机中的关系为：电气角度α＝极对数xＰx360°。
２．极距绕组的极距是指每磁极所占铁心圆周表面的距离。
一般常指电机铁心相邻两磁极中心所跨占的槽距，定子铁心以内圆气隙表面的槽距计算；转子则以铁心外圆气隙表面的槽距来计算。
通常极距有两种表示方法，一种是以长度表示；另一种则以槽数表示，习惯上以槽数表示的较多。
３．节距电机绕组每个线圈两元件边之间所跨占到的铁心槽数叫做节距，也称跨距。
当线圈元件节距等于极距对称为全距绕组；线圈元件节距小于极距时则称短距绕组；而当线圈元件节距大于极距时则称长距绕组。
由于短距绕组具有端部较短电磁线用料省和功率因数较高等许多优点，因而在应用较多的双层叠绕组中无一例外的都采用短距绕组。
4．绕组系数绕组系数是指交流分布绕组的短距系数和分布系数的乘积，即5．槽距角电机铁心两相邻槽之间的电气角度称为槽距角，通常用a表示，即6．相带相带就是指每相绕组在每一个磁极所占的区域，通常用电气角度或槽数表示。
如果将三相电机处在每一对磁极下的绕组分成六个区域则每极下三个。
由于槽距角α=360°P/Z如该电机为4极24槽故每相每区域的宽度为qα=Z/6P*360P/Z=60°，按这样分布绕嵌的绕组就称为60°相带绕组。
电机参数术语一览
电机参数术语一览1、Assignedpowerrating。
标称功率。
或额定功率。
只该电机系统设计设计时的理想功率也是在推荐工作情况下的最大功率。
POWERRATING为功率。
2、Nominalvoltage。
额定电压。
或工作电压，推荐电压。
由于一般电机可以工作在不同电压下，但电压直接和转速有关，其他参数也相应变化，所以该电压只是一种建议电压。
其他参数也是在这种推荐的电压下给出的。
NOMINAL名义上的。
3、Noloadspeed。
空转速，或空载转速。
单位是RPM。
revolutionsperminute此处的R 不是RATE速度的意思，是REVOLUTION旋转的意思。
即每分钟转多少圈。
为什么不用每秒转多少圈，那俺就不知道这个典故了，希望其他网友提供。
空载转速由于没有反向力矩，所以输出功率和堵转情况不一样，该参数只是提供一个电机在规定电压下最大转速的作用。
一般外面给出的6000转，啊，12000转啊，多指这个参数。
4、Stalltorque堵转转矩。
这个是很多要带负载的电机的重要参数。
即，在电机受反向外力使其停止转动时的力矩。
如果电机堵转现象经常出现，则会损坏电机，或烧坏驱动芯片，所以大家选电机时，这是除转速外，我想是第一个要考虑的参数。
其单位就五花八门了。
主要有N.M，有KG.M。
其他则是这个两个单位的缩放，如CM，G，等。
换算问题，我想就不用再说了吧。
一般其值和工作电压的关系不是很密切，和工作电流的关系密切。
不过请注意，堵转时间一长，电机温度上升的很快，这个值也会下降的很厉害。
5、Speed/torquegradient速度/转矩斜率。
这个参数在一般的电机介绍中很少出现，毕竟是MAXON，所以也有。
如果将转速为Y轴，力矩为X轴，一般，电机先是有一个和X轴平行的线，随后有点像E的负指数形式那样下降。
即转速和力矩的乘积，随力矩的上升而下降。
电机制造商都推荐电机在那条和X轴平行的线范围内工作。
在这个范围内，电机的电流不至于导致电机过热和烧机。
直流电机电枢绕组
有关电枢绕组名词、术语
第二节距y2 通过同一个换向片串联的两个元件中第一个元 件的下层边到第二个元件的上层边的距离，用 所跨虚槽数表示。叠绕组y2 <0， 波绕组y2 >0
合成节距y： 紧接着串联的两个元件的对 应边之间在电枢表面所跨的 距离，称为合成节距，用虚 槽数表示。
单叠绕组：先串联所有上元件边在同一极下的元 件， 形成一条支路。 每增加一对主极就增加一对 支路。 2a＝2p
叠绕组并联的支路数多， 每条支路中串联元件数 少，适应于较大电流、较低电压的电机
单波绕组：把全部上元件边在相同极性下的元件 相连，形成一条支路。 整个绕组只有一对支路， 极数的增减与支路数无关。 2a＝2
Ia = 2aia
作业
右行单叠绕组， Zu = S = K = 20
绘制绕组展开图和电路图。
二、单波绕组
波绕组：首末端所接的两换 向片相隔很远， 两个元件相 串联后形似波浪。
为了使串联起来的元件所产生的电势同向相加， 元件边应 处于相同磁极极性下， 即合成节距 y ≈ 2τ , y ≠ 2τ
为了使绕组从某一换向片出发， 沿电枢铁心一周后回到原 来出发点相邻的一片上， 则可由此再绕下去
有关电枢绕组名词、术语
主极轴线：主磁极中心线
几何中心线：磁极之间的平分线 主极轴线
N
S
12
S B1
N
主极轴线
N
几何中性线
A1
B2
S
A2
τ 极距：铁心表面一个极所占的距离，用
表示。τ
=
πD
2p
在直流电机中，常在每个槽的上、下层各放置若干个 元件边。为了确切地说明每个元件边所处的具体位 置，引入了“虚槽”的概念。 设槽内每层有u个元件边，则每个实际槽包含u个“虚 槽”，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。若用Z代
电机绕组（一）
电机绕组（一）本文为西莫首席技术专家李保来老师（西莫ID：标准答案）原创文章，本期期刊西莫视角栏目收录，并由西莫电子期刊主编hahafu整理发布以飨读者电机是一种基于电磁效应的机电能量转换装置，因此电机里离不开电和磁，而电机中的绕组则是电和磁的桥梁，在绕组中通以电流，就会在电机气隙中产生磁场；气隙磁场相对于绕组做切割磁力线运动，就会在绕组中产生感应电势；而通电的绕组在气隙磁场中又会产生电磁力(转矩)。
由此可见，绕组是机、电、磁的枢纽，在电机中起到核心的作用。
电机绕组由许多导体通过一定的连接方式连接而成，不同的绕组匝数、导体截面、空间分布、连接方式、绝缘等级等绕组结构参数，所体现出的电磁性能、力学指标也不同，可以说电机绕组从很大程度上决定了电机的各项性能，因此人们常把绕组称作是电机的“心脏”。
绕组同时也是电机中最复杂的组件，无论是结构、材料、电气连接还是成型工艺、嵌装工艺、绝缘处理等各方面，所涉及的专业面广，技术复杂，相互影响因素多，对电机的性能影响大，设计制约因素也多。
绕组的设计及电磁性能的分析涉及的理论知识较为复杂，特别是绕组的磁势和电势谐波分析，是电机学的一大难点和重点，也被同学们誉为“天书”，这一点BOSS们应有足够的攻坚克难的思想准备，不过也没有必要过于担心困难而畏惧，本文就是帮助大家破解这些天书的，只要认真学习就没有拿不下的天书。
从本期开始，我们将陆续用多期的篇幅来介绍有关电机绕组的知识，为大家搭建一个通往天书的“电梯”。
电机绕组的种类繁多，从电机绕组的功能和作用来分：有励磁绕组、阻尼绕组、电枢绕组等类别。
励磁绕组主要是用来产生电机的气隙磁场或改变气隙磁场分布的，通常通以直流电流，常见的励磁绕组有同步电机的励磁绕组(常布置在同步电机转子侧)和直流电机的主极绕组、换相极绕组、补偿绕组(常布置在直流电机的定子侧)；阻尼绕组通常是自行短路的绕组，布置在同步电机的转子上，对同步电机的振荡起阻尼作用，还可对同步电动机起到起到作用；电枢绕组是用于机电能量转换的，电枢绕组又分交流电枢绕组和直流电枢绕组，其中交流电枢绕组是指交流电机电枢上嵌装的绕组，同步电机和异步电机都属于交流电机，它们的电枢多为定子侧，无论是同步电机还是异步电机，它们的定子绕组是一样的，因此统称交流电机的电枢绕组为交流绕组或交流电机的定子绕组；除此之外还有直流电机的电枢绕组，常嵌装于直流电机的转子上，也称直流电机的转子绕组，通常直流电枢绕组与换向器连接，因此直流电枢绕组也称换向器绕组。
电动机 绕组参数
电动机绕组参数一、绕组基本参数绕组是电动机中实现电磁能量转换的关键部分，其基本参数对于电动机的性能具有重要影响。
绕组的基本参数包括绕组的型式、匝数、节距等。
1.绕组的型式绕组的型式是指绕组的组成形式，包括单层绕组、双层绕组、单双层绕组等。
不同的型式对电动机的性能具有不同的影响，选择合适的绕组型式是设计电动机的重要环节。
2.匝数匝数是指绕组中导线的绕制圈数。
匝数越多，产生的磁场越强，但同时绕组的电阻也越大，电流将受到限制。
因此，匝数的选择需要根据电动机的具体要求进行权衡。
3.节距节距是指绕组中相邻两有效边的距离。
节距的大小将影响电动机的启动转矩、最大转矩以及效率等性能指标。
合理的选择节距可以优化电动机的性能。
二、导线参数导线是电动机绕组的基本组成部分，其参数的选择对于电动机的性能具有重要影响。
导线参数主要包括导线的材料、截面积和线规等。
1.导线的材料导线的材料通常采用铜或铝，不同材料的导电性能和机械性能不同，需要根据电动机的具体要求进行选择。
2.截面积截面积是指导线横截面上的面积，截面积的大小直接影响到导线的载流量和电阻值。
合理选择截面积可以优化电动机的性能。
3.线规线规是指导线的直径或线径，线规的选择需要考虑导线的载流量、机械强度以及绝缘厚度等因素。
合适的线规可以提高电动机的安全性和可靠性。
三、槽满率槽满率是指电动机绕组所占的槽内空间的比例，它是影响电动机性能的一个重要参数。
合理的槽满率可以提高电动机的散热性能和运行稳定性。
槽满率的选择需要考虑电动机的散热条件、绝缘材料以及绕组结构等因素。
在保证安全的前提下，适当提高槽满率可以增强电动机的性能。
四、绝缘参数电动机的绝缘性能是保证其安全可靠运行的重要因素，因此，绝缘参数的选择至关重要。
绝缘参数主要包括绝缘材料、绝缘厚度和绝缘性能等。
1. 绝缘材料电动机绕组的绝缘材料应具备较高的电气强度、良好的耐热性能和机械性能。
常用的绝缘材料包括绝缘漆、绝缘纸、玻璃纤维等。
电机绕组的基本参数及常用名词术语知识讲解
电机绕组的基本参数及常用名词术语一：绕组的基本参数１．机械角度与电气角度电机绕组分布铁心槽内时必须按一定规律嵌放与联接，才能输出对称的正弦交流电或产生旋转磁场。
除与其它一些参数有关外，反映各线圈和绕组间相对位置的规律时，我们还要用到电气用度这个概念。
从机械学中知道可以把圆等分成360°，这个360°就是平常所说的机械角度。
而在电工学中计量电磁关系的角度单位则叫做电气角度，它是将正弦交流电的每一周在横坐标上等分为360°,也就是导体空间经过一对磁极时在电磁上相应变化了360°电气角度。
因此，电气角度与机械角度在电机中的关系为：电气角度α＝极对数xＰx360°。
２．极距绕组的极距是指每磁极所占铁心圆周表面的距离。
一般常指电机铁心相邻两磁极中心所跨占的槽距，定子铁心以内圆气隙表面的槽距计算；转子则以铁心外圆气隙表面的槽距来计算。
通常极距有两种表示方法，一种是以长度表示；另一种则以槽数表示，习惯上以槽数表示的较多。
３．节距电机绕组每个线圈两元件边之间所跨占到的铁心槽数叫做节距，也称跨距。
当线圈元件节距等于极距对称为全距绕组；线圈元件节距小于极距时则称短距绕组；而当线圈元件节距大于极距时则称长距绕组。
由于短距绕组具有端部较短电磁线用料省和功率因数较高等许多优点，因而在应用较多的双层叠绕组中无一例外的都采用短距绕组。
4．绕组系数绕组系数是指交流分布绕组的短距系数和分布系数的乘积，即5．槽距角电机铁心两相邻槽之间的电气角度称为槽距角，通常用a表示，即6．相带相带就是指每相绕组在每一个磁极所占的区域，通常用电气角度或槽数表示。
如果将三相电机处在每一对磁极下的绕组分成六个区域则每极下三个。
由于槽距角α=360°P/Z如该电机为4极24槽故每相每区域的宽度为qα=Z/6P*360P/Z=60°，按这样分布绕嵌的绕组就称为60°相带绕组。
电机与拖动第二章第二节直流电机的电枢绕组
• 通过规定的电流 • 产生足够的电势和电磁转矩 • 消耗的有效材料最省 • 强度高（机械、电、气、热） • 运转可靠 • 结构简单
绕组实物图
3
第一部分 电机原理 第二章 直流电机
第二节 直流电机的电枢绕组
一、电枢绕组的基本知识—名词、术语
1、磁极中心线：极轴线 2、几何中心线：磁极之间的平分线
二、单叠绕组
5、画绕组电路图（并联支路图） • 特点：每个极下的元件组成一条支路
19
第一部分 电机原理 第二章 直流电机
第二节 直流电机的电枢绕组
二、单叠绕组
• 整个电枢绕组为一个闭合回路，无头无尾 - 感应电动势总和为零
• 元件的两个出线端要连接于相邻两个换向片上 • 并联支路数等于磁极数， 2a=2p; • 电刷数等于磁极数，每条支路由不相同的电刷引出 • 电枢电压等于每一个支路的电压 • 由正负电刷引出的电枢电流Ia为各支路电流之和
• 单叠：电刷数=磁极数
• 原则： - 引出来的电势最大 （2，3，4） - 被电刷短路的元件电势最小（1，5）
• 规律： - 端部对称时，一部分 电机原理 第二章 直流电机
第二节 直流电机的电枢绕组
二、单叠绕组
4、安放电刷，完成连线
τ
τ
τ
τ
1 2 N3 4 5 6 S7 8 9 10 N11 12 13 14 S15 16
τ
τ
τ
τ
1 2 N3 4 5 6 S 7 8 9 10 N11 12 13 14 S 15 16
15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
第一部分 电机原理 第二章 直流电机
电机学电机绕组概述
Z q 2 pm
Z q 2 pm
连线圈和线圈组
2. 连线圈和线圈组：
• 将一对极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线
圈，共有q个线圈。 • 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组； （共有多少个线圈组？） • 以上连接应符合电势相加原则。
• 一个槽所占的电角度数称为槽距角，用α表示；
• 每个极域内每相所占的槽数称为每极每相槽数，用q表示。
Z q 2 pm
二、交流绕组的构成原则
• 均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各
相绕组在每个极域内所占的槽数应相等； • 对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆 周空间互相错开120电角度。 • 如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。 • 电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加； 线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。
• 感应电势的波形
• 感应电势随时间变化 的波形和磁感应强度在 空间的分布波形相一致。
ex (t ) Bxlv
• 只考虑磁场基波时， 感应电势为正弦波。
感应电势的频率
• 磁场转过一对极，导体中的感应电势变化一个周期； • 磁场旋转一周，转过p（电机的极对数）对磁极； • 转速为n（r/min)的电机，每秒钟转过(pn/60)对极； • 导体中感应电势的频率f=(pn/60)Hz. • 问题：四极电机，要使得导体中的感应电势为50Hz, 转速应为多少？
线圈组连接
连相绕组
将属于同一相的p个线 圈组连成一相绕组，并 标记首尾端。
• 串联与并联：电势相
加原则。 •最大并联支路数a＝p 。
连三相绕组
电机绕组的基本参数及常用名词术语
电机绕组的基本参数及常用名词术语一：绕组的基本参数１．机械角度与电气角度电机绕组分布铁心槽内时必须按一定规律嵌放与联接，才能输出对称的正弦交流电或产生旋转磁场。
除与其它一些参数有关外，反映各线圈和绕组间相对位置的规律时，我们还要用到电气用度这个概念。
从机械学中知道可以把圆等分成360°，这个360°就是平常所说的机械角度。
而在电工学中计量电磁关系的角度单位则叫做电气角度，它是将正弦交流电的每一周在横坐标上等分为360°,也就是导体空间经过一对磁极时在电磁上相应变化了360°电气角度。
因此，电气角度与机械角度在电机中的关系为：电气角度α＝极对数xＰx360°。
２．极距绕组的极距是指每磁极所占铁心圆周表面的距离。
一般常指电机铁心相邻两磁极中心所跨占的槽距，定子铁心以内圆气隙表面的槽距计算；转子则以铁心外圆气隙表面的槽距来计算。
通常极距有两种表示方法，一种是以长度表示；另一种则以槽数表示，习惯上以槽数表示的较多。
３．节距电机绕组每个线圈两元件边之间所跨占到的铁心槽数叫做节距，也称跨距。
当线圈元件节距等于极距对称为全距绕组；线圈元件节距小于极距时则称短距绕组；而当线圈元件节距大于极距时则称长距绕组。
由于短距绕组具有端部较短电磁线用料省和功率因数较高等许多优点，因而在应用较多的双层叠绕组中无一例外的都采用短距绕组。
4．绕组系数绕组系数是指交流分布绕组的短距系数和分布系数的乘积，即5．槽距角电机铁心两相邻槽之间的电气角度称为槽距角，通常用a表示，即6．相带相带就是指每相绕组在每一个磁极所占的区域，通常用电气角度或槽数表示。
如果将三相电机处在每一对磁极下的绕组分成六个区域则每极下三个。
由于槽距角α=360°P/Z如该电机为4极24槽故每相每区域的宽度为qα=Z/6P*360P/Z=60°，按这样分布绕嵌的绕组就称为60°相带绕组。
三相异步电动机定子绕组
三相异步电动机定子绕组一、异步电动机绕组参数1、极距极距是指沿定子铁心内圈，每个磁极所占的范围，可用长度表示，也可用槽数表示，则极距：式中：Z——定子铁心总槽数P---磁极对数2、节距节距也称跨距，指的是每把线圈两个有效边之间的距离，用槽数表示。
当线圈节距等于极距时称为全节距；当线圈节距小于极距时称为短节距。
一般单速电动机多采纳短节距，由于可以改善电磁性能，又节约导线材料。
3、每极每相槽数。
定子绕组在每个磁极下，每一相所占的槽数称为每极每相槽数。
表示：m:相数把属于同一相的q 只线圈按肯定方式串联成组，称为极相组，通常在绕线时一次绕成，然后分别嵌装单层绕组,每相的极相组数等于极对数。
4、电角度计量电磁关系的角度称为电角度。
电角度=极对数× 机械角度。
电动机的空间机械角度都是360度。
但不同磁极对数的电动机其电角度不同。
不论电动机有几个磁极，一对磁极即占有360度电角度；一个极距为180度电角度。
相带所谓的相带，就是每极每相所占的电角度，大家知道，三相电动机所产生的旋转磁场是定子三相绕组的合成磁场，因此在每对磁极所占据范围内均应有三相绕组的有效边。
通常把每对磁极下绕组平均分成六个区段。
并把每极下的三个区段分A.B.C三相。
由于一个极距为180度，所以每一相带电角度为60度。
一般状况下，三相单速电动机绕组都绕成60度相带。
二、异步电动机绕组1、绕组种类三相异步电动机定子绕组均属于分布绕组，它的种类结构也较简单多样，主要分为单层绕组，双层绕组等多种。
所谓单层绕组就是每个定子槽中只嵌线圈的一个有效边，因此线圈的绕制和嵌线都比较便利，而且还没有层间绝缘，槽满率较高，不会发生槽内相间短路，但每个线圈的两个端部不易处理整齐。
电气性能也较差，绕组的线圈数等于总槽数的一半。
所以一般应用于小容量的电动机中。
双层绕组的每一个槽都嵌上下两个线圈的有效边，槽的利用率较高，电气性能也得到了提高，因此一般应用于大容量的异步电动机定子绕组。
交流电机的绕组
术语2：相带
• 为了三相绕组对称，在每个极面下每相绕 组应占有相等的范围——相带。
• 每个极对应于180°电角度，如电机有m相， 则每个相带占有 电18m角0 度。三相电机m＝ 3，其相带为60°，按60°相带排列的绕组 称为60°相带绕组。
• 如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。
对交流绕组的要求
（1）交流绕组通电后， 必须形成规定的磁场极数； （2）多相绕组必须对称， 不仅要求m相绕组的匝 数N、跨距y1、线径及在圆周上的分布情况相同， 而且m相绕组的轴线在空间上互差3600/m电角度。 （3）交流绕组通过电流所建立的磁场在空间的分 布为正弦分布，且旋转磁场在交流绕组中感应电动 势必须随时间按正弦规律变化。 采用分布绕组和 短距绕组。（4）在一定的导体数之下， 建立的磁 场最强而且感应电动势最大。 因此线圈的跨距y1尽 可能接近极距， 而且对于三相绕组尽可能采用600 相带。（每个极距内属于同一相的槽在圆周上连续 所占有的电角度区域称为相带）。（5）用铜少； 下线方便；强度好。
三相Y连接
关于绕组一些概念复习
• 一根导体（一匝线圈的一个有效边） • 一匝线圈 • 一个线圈 • 一个极相组（一个线圈组） • 相绕组（一相绕组） • 电机绕组（三相绕组） • 并联支路数 • 每相串联匝数 • 极数 • 极相组数（每相）
反相串联不同极面下线圈组的电流方向相反三相单层绕组单层每槽中只放置一层元件边元件数等于槽数的一半无需层间绝缘结构和嵌线较简单单层绕组只适用于10kw以下的小型异步电动机其极对数通常是pl234单层绕组通常有链式交叉式和同心式等三种不同排列方式单层叠绕组的构成将总槽数按给定的极数均匀分开ns极相邻分布并标记假设的感应电势方向
电机学电机绕组
• 电机磁极对数 为p时，气隙圆 周的角度数为 p ×360电角度。
单层绕组和双层绕组
• 单层绕组一个槽中只放一个元件边； • 双层绕组一个槽中放两个元件边。
★槽距角，相数，每极每相槽 数
2、线圈中的感应电势
整距线圈中的感应电势
• 线圈的两个有效边处 于磁场中相反的位置， 其感应电势相差180电 角度。
• 整距线圈的感应电
势E y ：E n 1 E n 2 2 E n 1
• 考虑到线圈的匝数后： Ey4.44fNy1
短距线圈中的感应电势
• 线圈的两个有效边在磁场中相距为y1,其感应电势相位差 是180-β电角度。
星形接法， 线电势3＝ 相电势
三相绕组电势总结
• 正弦分布的以转速n旋转的旋转磁场，在三相对成交流绕 组中会感应出三相对称交流电势；
• 感应电势的波形同磁场波形，为正弦波；
• 感应电势的频率为 f=(pn/60)Hz ；
• 相电势的大小为 E 4 .4f4 1 N 1 k y 1 k q 1 4 .4f4 1 N 1 k w 1
（5）用铜少；下线方便；强度好。
相带与电势星形图
交流绕组的形式
交流绕组
单层绕组
等元件式整距叠绕组 同心式绕组 链式绕组 交叉链式绕组
双层绕组
双层叠绕组 双层波绕组
绕组展开图
• 表示定子绕组的联结关系 • 主要两种：单层、双层 • 画法：
– 计算极距 – 每极每相槽数 – 计算相带数、分相带
• 相带数=总槽数/q 或 =极数*3 即：6p
从不过分消除基波和用铜考虑， 应选尽可能接近于整距的
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电机绕组的基本参数及常用名词术语Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】电机绕组的基本参数及常用名词术语一：绕组的基本参数１．机械角度与电气角度电机绕组分布铁心槽内时必须按一定规律嵌放与联接，才能输出对称的正弦交流电或产生旋转磁场。
除与其它一些参数有关外，反映各线圈和绕组间相对位置的规律时，我们还要用到电气用度这个概念。
从机械学中知道可以把圆等分成360°，这个360°就是平常所说的机械角度。
而在电工学中计量电磁关系的角度单位则叫做电气角度，它是将正弦交流电的每一周在横坐标上等分为360°,也就是导体空间经过一对磁极时在电磁上相应变化了360°电气角度。
因此，电气角度与机械角度在电机中的关系为：电气角度α＝极对数xＰx360°。
２．极距绕组的极距是指每磁极所占铁心圆周表面的距离。
一般常指电机铁心相邻两磁极中心所跨占的槽距，定子铁心以内圆气隙表面的槽距计算；转子则以铁心外圆气隙表面的槽距来计算。
通常极距有两种表示方法，一种是以长度表示；另一种则以槽数表示，习惯上以槽数表示的较多。
３．节距电机绕组每个线圈两元件边之间所跨占到的铁心槽数叫做节距，也称跨距。
当线圈元件节距等于极距对称为全距绕组；线圈元件节距小于极距时则称短距绕组；而当线圈元件节距大于极距时则称长距绕组。
由于短距绕组具有端部较短电磁线用料省和功率因数较高等许多优点，因而在应用较多的双层叠绕组中无一例外的都采用短距绕组。
4．绕组系数绕组系数是指交流分布绕组的短距系数和分布系数的乘积，即5．槽距角电机铁心两相邻槽之间的电气角度称为槽距角，通常用a表示，即6．相带相带就是指每相绕组在每一个磁极所占的区域，通常用电气角度或槽数表示。
如果将三相电机处在每一对磁极下的绕组分成六个区域则每极下三个。
由于槽距角α=360°P/Z如该电机为4极24槽故每相每区域的宽度为qα=Z/6P*360P/Z=60°，按这样分布绕嵌的绕组就称为60°相带绕组。
因60°连续相带绕组所具有明显优势，故在三相电机中绝大多数都采用这种绕组。
7．每极每相槽数每极每相槽数是指每相绕组在每一个磁极所分占的槽数，每极每相绕组内应绕的线圈数就依据它确定。
即q=Z/2PmZ：铁心槽数； 2P：电机极数； m电机相数。
8．每槽导体数电机绕组的每槽导体数应为整数，双层绕组的每槽导体数还应为偶数整数。
绕线转子绕组的每槽导体数由其开路电压确定，中型电机绕线转子的每槽导体数须等于2。
定子绕组的每槽导体数可由下式计算：NS1=NΦ1m1a1/Z1NS1：定子绕组每槽导体数； NΦ1：按气隙磁密计算的每槽导体数；m1：定子绕组相数； a1：定子绕组并联支路数；Z1：定子槽数。
9．每相串联导体数每相串联导体数是指电机内每相绕组串联的总线匝数。
不过该串联总线匝数与每相绕组内的并联支路数有关，如电机的并联支路数为1路接法，那么该电机各极下线圈所有串联线匝数均应相加而成为相绕组的总线匝数。
如电机的每相绕组内有多条并联支路数，即电机为2路接法、3路接法等，此时每相串联导体数则只能以其中一路绕组所串联的线匝数为准。
因为相绕组内各支路中的串联线匝数是相同的，并联起来接成相绕组后其串联线匝是不可能增加。
10．总线圈数电机内的绕组是由各种大小不一形状各异的线圈组成的。
由于每线圈都有两个元件边嵌入铁心槽内，也就是说每个线圈要嵌入两个槽。
在单层绕组中因每槽内只嵌一个线圈元件边，所以总线圈数就只等于总槽数的一半；双层绕组中因每槽内上下层要嵌入两个线圈元件边，因此它的总线圈数就等于的铁心槽数。
二．绕组常用名词及含义1．线匝：在定子或转子铁心的两个槽中由1根导线绕过一圈，或多根导线并绕同时绕过一圈，就称为一匝。
通常所讲的电机绕组匝间短路，就是指绕组的线匝与线匝之间因绝缘损坏而碰在一起所造成的短路。
2．线圈：由一匝或若干匝几何形状相同，截面积相同的线匝串联而成的一束线匝，称为线圈。
3．极相组：在交流电机中凡是一个极距下属于同相绕组的q个线圈串接成一组，就称为极相组，也叫线圈组。
极相组内各个线圈的电流方向、电磁作用都是相同的，这几个线圈共同产生该相绕组中的磁极。
并且极相组还是交流电机绕组嵌绕和联接的基础。
4．并联支路：交流电机中一个或多个极相组按规定接法联接起来的一组或多组线圈，就称为并联支路。
额定功率小的电机，一般只须将绕组的所有极相组按规定接法依次串联接成一路，然后接入电源即可。
但额定功率较大的电动机因所需电流比较大，此时就要把绕组所有的极相组先分别串联成两条或多条支路，接着再按规定的接线方式并联接入电源，这就是并联支路。
5．相绕组：相绕组指由一条或多条并联支路按规定接法，通过串、并联接起来的一套绕组。
在三相电机中就有三套在空间位置上互差120 °电气角度，但完全相同而各自联接的独立绕组。
三相异步电动机绕组及其联接三相异步电动机的绕组有两部分,即嵌置在定子铁心槽内与电源相联接的定子绕组,以及经短路后自成回路的转子绕组。
绕组为在空间上互差120°电角度的三相对称绕组。
当在该三相对称绕组内接入三相对称交流电源时，电动机定、转子气隙中将产生一个旋转磁场。
旋转磁场切割定、转子绕组而分别在其中感生电动势，转子电动势则在自成闭合回路中的转子绕组内产生短路电流。
转子电流与气隙中旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子以机械能去拖动负载旋转。
因此三相异步电动机的定、转子绕组，在完成电机的机电能量转换过程中具有相当重要的作用。
三相异步电动机的转子绕组有鼠笼型和绕线型两类形式。
鼠笼型绕组分为：单鼠笼、双鼠笼和深槽鼠笼三种，通常它们均用纯铝一次铸成，故其构造简单而结构坚固。
绕线型绕组则较为复杂，当电动机容量较小时多采用与定子绕组相同的叠绕组，容量较大的电动机则多采用相式波形绕组。
三相异步电动机定子绕组的型式比较多，按照它们不同的分布组合方式和特点分为：1．根据绕组线圈元件边在槽内的不同布置形式可分为单层绕组、双层绕组和单双层混合绕组。
2．根据绕组端部接线方式的不同，可以分为叠绕组和波绕组。
3．根据绕组布置形式及端部形状的不同，分为链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组、双层叠绕组等。
4．根据绕组线圈制造工艺的不同，分为集中式绕组和分布式绕组及散绕线圈与成形线圈等。
5．根据电动机每极每相槽数在定子铁心空间所占电角度的数值，分为30°、60°、120°相带绕组。
因60°相带绕组的分布系数较高而且联接较简单，故绝大多数三相电机均采用60相带绕组。
第1节绕组的类型与特点三相异步电动机的定子绕组都为分布式绕组，其常用绕组的类型及特点如下：一、单层绕组单层绕组就是在每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边的绕组，因而它的线圈总数只有电机总槽数的一半。
单层绕组的优点是：绕组线圈少工艺比较简单；没有层间绝缘故槽的利用率高；单层结构不会发生相间击穿故障等。
缺点则是：绕组产生的电磁波形不够理想，电机的铁损和噪音都较大且起动性能也稍差，故单层绕组一般只用于小容量异步电动机中。
单层绕组按照其线圈的形状和端接部分排列布置的不同，分为链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组和交叉式同心绕组等。
1．链式绕组是由具有相同形状和宽度的单层线圈元件所组成，因其绕组端部各个线圈象套起的链环一样而得名。
单层链式绕组应特别注意的是其线圈节距必须为奇数，否则该绕组将无法排列布置。
2．交叉链式绕组当每极每相槽数为大于2的奇数时链式绕组将无法排列布置，此时就需采用具有单、双线圈的交叉链式绕组。
交叉链式绕组与链式绕组的排列方法相同，但其极相组内的线圈数不相等且线圈的节距也不相等。
3．同心式绕组该绕组在同一极相组内是由节距不等的大小线圈组成。
极相组内的所有线圈围抱同一圆心而得名。
4．交叉同心式绕组当每极每相槽数为大于2的偶数时则采用交叉同心式绕组的形式。
单层同心式绕组和交叉同心式绕组的优点为绕组的绕线、嵌线较为简单，缺点为线圈端部过长耗用导线过多。
现偶有用在小容量2极4极电动机以外，目前很少采用。
二、双层绕组双层绕组的优点是可以任意选用合适的短距绕组以改善电磁波形，以及可用分数槽绕组来削弱高次谐波等。
在使用双层绕组后电动机的电磁性能、力能指标及起动特性都比单层绕组好。
双层绕组的铁心槽内每槽均嵌放有两个线圈元件边，当线圈元件的一个线圈边嵌放在某一槽内的下层，其另一个线圈边则放在另一槽内的上层，双层绕组有叠绕组和波绕组两种。
1．双层叠绕组当双层叠绕组在每极每相槽数为整数时，每个极相组则由q个线圈串联组成。
双层叠绕组根据节距的不同，又分为全节距和短节距两种双层叠绕组。
在该绕组的每个槽内均嵌放两个线圈元件边分上下层布置，每个线圈的两元件边分处于绕组节距两槽的上、下层。
线圈元件则用相同尺寸和形状的绕线模绕制，因而绕组的端部排列整齐结构牢固且使用寿命长。
同时双层叠绕组还是一种电气性能优良的绕组，故被普遍应用于三相异步电动机的定、转子绕组中。
2．双层波绕组多用于大中型三相绕线转子电动机转子绕组及大型电动机的定子绕组。
由于波绕组多采用扁铜导线弯制而成线圈，故其制造工艺较为复杂。
三．单双层混合绕组四．分数槽绕组第2节定子叠绕组的特点三相异步电动机定子绕组的联接必须保证使每个线圈元件都符合建立一个旋转磁场的整体要求。
联接时首先应将各个线圈元件接成或绕成极相组；再把各个极相组联接成并联支路或相绕组（指单路接法时）；然后将各极相组联接成相绕组并接上引出线。
定子绕组根据电动机的极数与绕组实际形成极数的关系，分为显极和庶极两种接法。
一、显极接法与庶极接法的区别三相异步电动机绕组在采用显极接法时，它的每个极相组（或线圈）均形成一个磁极的极性，因而电动机绕组的极相组数与其极数相等。
为了使磁极的极性符合旋转磁场按N极、S极相互交替产生的要求，故相邻两极相组内的电流方向必须是相反的。
在进行实际接线时，相邻两极相组必须按尾端与尾端相接、首端与首端相联，也就是习惯上所讲的每相绕组内各极相组按“头与头相接、尾与尾相联”进行联接，也称为反串联接法。
60°相带和30°相带绕组都采用显极接法。
在庶极接法的绕组中它的每个极相组（或线圈）则产生两个磁极的极性，绕组的极相组数仅为电动机极数的一半，而另外半数的磁极则由极相组所产生磁通共同形成。
在庶极接法的绕组中每个极相组所产生磁极的极性都是相同的，因而在各相中所有极相组内的电流方向也都相同。
即每相内相邻两极相组的联接应按首端与尾端相接，也就是按“头与尾相接、尾与头相联”的顺串联接法。
采用庶极接法的绕组为 120°相带绕组。