三相异步电动机绕组

三相异步电动机绕组
第一节三相异步电动机绕组概述
三相异步电动机的定子绕组通以三相电流时，即产生旋转磁场，在转子绕组中感生电动势，该电动势在已成闭合回路的转子绕组中产生电流，转子电流与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子驱动机械负载旋转，将电能转化为机械能。

一、三相绕组排列的基本原则
三相绕组的排列，应使之成为对称三相绕组，即，三相绕组的各相串联导体数及线规应相同，相与相之间在空间的分布应相互间隔1200电角度。

二、极相组内及相绕组内的连接
1、极相组内的连接
同一极相组（线圈组）内的线圈应正向串联连接，即“头”与“尾”相连接，在小型电动机中，一个极相组内的线圈通常是连续绕制而成，不用接头。

2、相绕组内的连接
属于同一相且同一支路的各极相组，通常有如下两种连接方法：
（1）正串连接
当每个极组应产生两个磁极时，采用正串连接（又称庶极连接），即尾端接首端、首端接尾端，也即底线接面线、面线接底线，
（2）反串连接
当每个极相组只产生一个磁极时，采用反串连接（又称显极连接），即尾端接尾端、首端接首端，也即底线接底线、面线接面线。

三、相绕组引出线的位置
三相绕组相与相之间在空间的分布应相互间隔1200电角度，在这一前提下，三相绕组的线端（引出线）U1、V1和W1之间的间隔以及U2、V2和W2之间的间隔，通常也是1200电角度，但也可以不是1200电角度，这主要是由于在实际生产中，从工艺上考虑总希望所有引出线都靠拢在机座的出线孔附近的缘故。

四、三相绕组连接的方法
三相异步电动机三相绕组连接的方法，通常有两种：一种为星形接法，又称Y形接法；
另一种为三角形接法，又称△接法。

常用的三相380伏异步电动机，功率在3千瓦及以下的，一般为星形接法（每相绕组电压设计为220伏）；功率在4千瓦及以上的，一般为三角形接法（每相绕组电压设计为380伏），以便用户根据需要可采用Y-△方式起动。

五、三相异步电动机的绕组型式
第二节单层绕组
单层绕组在小型三相异步电机中应用甚广，与双层绕组比较有如下特点：
1、每个槽内只嵌有一个线圈边，因而电机的线圈总数等于铁心槽数的一半，可节省绕线
和嵌线工时。

2、因槽内只有一个线圈边，故毋需层间绝缘，在槽内不存在相间击穿的问题。

3、由于槽内无层间绝缘，故槽面积的利用率较高。

4、绕组线圈端部较厚，相互交迭，不易整形。

5、单层绕组虽也可用短距线圈，但从电磁本质上看，完全等效于整距绕组，故电气性能
较差，这是主要的不足之处。

较常用的单层绕组有单层同心式、单层链式和单层交叉式等数种。

一、单层同心式绕组
单层同心式绕组主要用于两极小型电动机，这种绕组的极相组是由节距不等、大小不同而中心线重合的线圈所组成，故名同心式。

其优点是嵌线较容易，缺点是端部整形较难。

1.绕组的排列
三相2极单层同心式绕组，现今比较常用的排列，其每相绕组由两个同心的线圈组所组成，线圈组之间为“尾接尾”反串联接，并联支路数a=1.
2.嵌线方法
为了便于将各相的始、末（头、尾）端从机座的出线孔中引出，嵌线前应预先妥善确定起嵌槽的位置。

例1：24槽2极嵌线方法。

①假设以第11、12槽为起嵌槽，先将U相第一组线圈一方线圈边嵌入第11和第12槽（由于该线圈边端部是被压在其他线圈下面的，故称下层边），另一方（上层边）暂时吊起不嵌。

②空两槽（第13、14槽），将W相一组线圈的下层边嵌入第15、16槽，上层边也吊起不嵌。

③再空两槽（第17、18槽），将V相一组线圈的下层边嵌入第19、20槽，并按y=（1-12，2-11）槽，将上层边嵌入第9、10槽。

④按空两（槽）、嵌两（槽）的方法，依次将其余线圈嵌完。

⑤最后把U相和W相尚未嵌入的上层边（又称吊把边，吊把边数等于q），分别嵌入第1、2槽和第5、6槽，整个绕组即全部嵌好。

例2：30槽2极嵌线方法。

①假设以第14、15、16槽为起嵌槽，将U相一组线圈的下层边嵌入第14、15、16槽，上层边暂时吊起不嵌。

②空三槽（第17、18槽），将W相一组线圈的下层边嵌入第19、20槽，上层边也吊起不嵌。

③空三槽（第21、22、23槽），将V相一组线圈的下层边嵌入第24、25、26槽，并按y=（1-16、2-15、3-14）槽，将上层边嵌入第11、12、13槽。

④再空两槽（第27、28槽），将U相另一线圈组的下层边嵌入第29、30槽，并按y=（1-14、2-13）槽，将上层边嵌入第17和第18槽。

⑤按上述空两（槽）嵌两（槽）、空三（槽）嵌三（槽），交替轮换的方法，依次将其余线圈嵌完。

最后把U相和W相尚未嵌入的上层边（吊把边）分别嵌入第1、2、3槽和第7、8槽，整个绕组即全部嵌好。

二、单层链式绕组
单层链式绕组中所有线圈的形状、大小完全相同，三相线圈的排列如链互扣，故名链式绕组，又称等元件链式绕组。

其线圈端部较同心式的短，用铜量较省，常用于每极每相槽数q=2的4、6、8极电动机，即24槽4极、36槽6极、48槽8极的三相电动机。

单层链式绕组线圈的节距y应是奇数，否则就无法构成。

1.绕组的排列
如常用的24槽4极、36槽6极和48槽8极单层链式绕组的展开图。

这三种电动机每一极下各相分别占有两槽，即q=2。

各线圈组都只有一个线圈，每相线圈组数等于极数，每相线圈组间为反串连接，即始端接始端，末端接末端。

2.嵌线方法
例如，三相24槽4极单层链式绕组的嵌线：
起始槽选定以后，即可按以下顺序进行嵌线：
①假设以第7槽为起始槽，先将U相一线圈的下层边（由于该线圈边端部是被压在其他线圈下面的，故称下层边）嵌入第7槽，上层边暂时吊起不嵌。

②空一槽（第8槽），将W相一线圈的下层边嵌入第9槽，其上层边暂时也吊起不嵌。

③再空一槽（第10槽），将V相一线圈的下层边嵌入第11槽，其上层边按y=(1-6)槽嵌入第6槽。

④再空一槽（第12槽），将U相第二个线圈的下层边嵌入第13槽，其上层边按y=（1-6）槽嵌入第8槽。

⑤按空一槽、嵌一槽的方法，依次将其余线圈嵌完。

⑥最后把U相和W相尚未嵌入的上层边（吊把边），分别嵌入第2槽和第4槽，整个绕组即全部嵌好。

三、单层交叉式绕组
交叉式绕组全称交叉链式绕组，由于每相绕组由线圈数不等、节距不同的两种线圈组交叉排列构成，因而得名，现今主要用于q=3（奇数）的18槽2极和36槽4极三相小型电机。

1.绕组的排列
以18槽2极和36槽4极的单层交叉式绕组的展开图为例。

绕组中有大小两种线圈组，一种由y=（1-9）槽的二个线圈所构成，另一中则由y=（1-8）槽的一个线圈构成。

每相线圈组间为反串连接，即始端接始端，末端接末端。

2.嵌线方法
例如：三相36槽4极单层交叉式绕组的嵌线如下：
①假设选定第10、11槽为起始槽，把U相两个大线圈的下层边（由于该线圈边端部是被压在其他线圈下面的，故称下层边）依次嵌入10、11槽，上层边吊起不嵌。

②空一槽（第12槽），把W相小线圈的下层边嵌入第13槽，上层边也吊起不嵌。

③空二槽（第14、15槽），把V相两个大线圈的下层边嵌入第16、17槽，并按照大线圈的节距y=（1-9）槽，把上层边嵌入第8和第9槽。

④再空一槽（第18槽），将U相的小线圈的下层边嵌入第19槽，并按小线圈的节距y=（1-8）槽，把上层边嵌入第12槽。

⑤按照空两（槽）嵌两（槽）、空一(槽）嵌一（槽）交替轮换的方法，依次将其余线圈嵌完。

⑥最后把U相和W相尚未嵌入的上层边（吊把边）嵌入第2、3槽和第6槽（吊把边数等于q），整个绕组即全部嵌好。

四、单层绕组在电磁本质上是整距绕组
在实际生产中，同心式、链式和交叉式等单层绕组都采用短距线圈，仔细观察就不难发现它们都有一个共同特点，即各相绕组均由互差1800电角度成对的线圈边所构成，而1800
电角度恰好是一个极距，所以均可还原为整距线圈的单层绕组。

例如：三相36槽4极短距线圈单层绕组（t=9，y=8和7），还原为整距线圈单层绕组（y=9=t）。

所以单层绕组尽管形式上采用了短距线圈，但在电磁本质上是整距绕组。

单层绕组采用短距线圈，主要可缩小端接部分的长度，降低铜耗。

这同双层绕组为改善磁场波形而用短距线圈，显然有本质上的区别。