用双层叠式绕组画展开图
第4章 交流绕组—构成
节距：一个线圈的两个有效边在铁心圆周表面上所跨 的距离称为节距，用符号y1表示，一般以槽数计。
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
14
极距：一个磁极在铁心圆周
表面上所占的范围称为极距 ，用符号τ表示，通常以用槽 数或长度计。
Z
2 p
πD
(槽) (米)
2 p
＝ y1
(整距) ( 短距) ( 长距)
步骤： ①画槽电动势星形图； ②分相； ③构成线圈； ④构成线圈组； ⑤画绕组展开图。
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
21
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
22
双层叠绕组展开图(y1=7, a=2)。
A
X 《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
23
双层叠绕组A相展开图(y1=7, a=2)。
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
12
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
13
线圈：在电机制造过程中，构成交流绕组的基本单 元一般不是导体而是线圈。线圈是串联好的两根导 体或多根导体，相应地称为单匝线圈或多匝线圈 。
y1
(a)单匝线圈 (b) 多匝线圈 (c) 多匝线圈简易画法
1. 交流电机的简单工作原理
导体感应电动势
① 大小 ② 波形 ③ 频率 ④ 三相对称性
导体 交流绕组
同步发电机原理结构示意图
《电机学》第4章 交流绕组的基本理论——绕组构成
3
2. 导体感应电动势
① 大小 ② 波形 ③ 频率 ④ 三相对称性
ec
ec B(θ)lv Bmlv sin θ Bmlv sin ωt Bmlv sin 2πft
电机学试卷
华南理工大学试卷《电机学Ⅰ》试题(电气工程及其自动化01级)班级：学号姓名分数考试时间：2003.7.11 命题教师：说明：本试卷满分为90分,另外10分由实验老师评分。
一、判断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。
本题共15分，每题1分）1. 变压器一次侧接额定电压，二次侧从空载到负载时，负载时主磁通比空载时主磁通大。
（）2．如果变压器二次侧绕组与一次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，二次绕组归算到一次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。
（）3．考虑磁路的饱和时，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通激磁电流也是正弦波。
（）4．三相变压器高压绕组和低压绕组的连接为Y/d时，总共可得到1、3、5、7、9、11六个奇数组号。
（）5．三相单层绕组中，为了使绕组端部尽可能短，每极每相槽数q=2时，采用链式绕组；q=3时，采用交叉式绕组；q=4时，采用同心式绕组。
（）6．对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一序列的奇数次高次谐波旋转磁动势。
（）7．对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。
（）8．只要电源电压不变，感应电动机的铁耗基本不变。
（）9．当感应电机定子接电源而转子短路堵住不转时，电机的电磁功率、输出功率和电磁转矩均为零。
（）10．绕线型感应电动机转子绕组串电阻可以增大起动转矩，笼型感应电动机定子绕组串电阻也可以增大起动转矩。
（）11．感应电动机恒转矩变频调速时基本上要求电源电压随频率正比变化。
（）12．若同步电机定子合成磁场超前于转子主磁场，此时转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行。
（）13．隐极同步发电机的同步电抗是表征对称稳态运行时电枢反应效应的参数。
（）14．凸极同步电机直轴同步电抗的饱和值等于短路比的倒数，即X d(饱和)=1/k c。
三相双层绕组有叠绕组 - 电动机
三相双层绕组有叠绕组 - 电动机所谓交流电机的叠绕组，就是任何两个相邻的线圈都是最后一个叠在前一个的上面，然后将属于同一相的相邻线圈串联起来构成线圈组，再把线圈组串联与（或）并联的连接构成三相绕组。
下面用一实例来说明。
例1 已知Z＝36，2p＝4，试绘制一个并联支路数a＝1的三相双层叠绕组展开图。
解分析绕组的构成，一般可以遵循这样的步骤：①绘制槽电动势星形图；②由槽电动势星形图分相；③将属于同一相的导体连接起来，构成线圈组，再连接构成一相绕组。
（1）绘制槽电动势星形图由于本例题的极对数、槽数与例4．1相同，故槽电动势星形图与图完全相同。
在双层绕组中，上层线圈边的电动势星形与槽电动势星形完成相同。
下层线圈边的位置取决于线圈的节距。
如果我们把各个线圈的上层边电动势矢量与下层边电动势矢量相减，使得各线圈的电动势矢量，它们也构成一个电动势星形，相邻两矢量间相位差也是。
所以在双层绕组里，槽电动势星形的每一个矢量既可以假定为槽内上层线圈边的电动势矢量也可以假定为一个线圈的电动势矢量。
在下面的分析中就是把它看成一个线圈的电动势矢量，如矢量1是上层边嵌于槽1的线圈的电动势矢量。
（2）分相所谓分相，将槽中各导体分配到各相绕组中去。
分相的原则是使每相电动势最大，且三相电动势对称，一般在槽电动势星形图中划分。
为了使三相电动势相等，每相在每极下应占有相等的槽数。
每极每相槽数，根据分相原则和每极每相槽数q，就可在星形图（图）上进行分相。
对于A相，由于q＝3，A相在每个极下应占有三槽。
在第一对极距范围内，如果在S1极下将1、2、3三个槽划归A相，在旁边标以字母A，如图所示。
为了使每相合成电动势最大，则应把N1极下的10、11、12三个槽也划归A相，标以字母X。
类似地把第二对极距范围内的19、20、21和28、29、30等六个槽也划归A相。
为了使三相绕组对称，B相绕组的电动势应滞后A相电动势120°，由槽电动势星形图可知，7、8、9槽的合成电动势滞后1、2、3槽的合成电动势120°，则应7、8、9划分到B相绕组，同样16、17、18和25、26、27、34、35、36等槽也应划归B相。
看懂常见双层绕组的分布图（嵌线图），掌握嵌线方法_按图索骥学修电动机_[共5页]
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XXXXXXXX 第7章 三相异步电动机双层绕组重绕的关键技能
◆ 123 ◆ 第5节 看懂常见双层绕组的分布图（嵌线图），掌握嵌线方法
双层绕组的嵌线图是有规律的。
读者通过读懂以下嵌线图，掌握画嵌线图和嵌线的方法，就可以维修其他所有的双层绕组了。
1．双层链式绕组的嵌线图
各种双层链式绕组（所有线把的大小相同）嵌线图的画法是相同的，本书只选择了几例供读者分析。
由于嵌线方法是一样的，在图中就不再介绍。
由于知道了一相的分布，其他两相可通过将这一相旋转120°/p 、240°/p 获得，所以部分图示只画出了一相的分布。
① 采用一路连接的双层链式绕组的嵌线图（示例）如图7-10所示。
图① 2极
24槽双层短距绕组
说明：2极24槽双层短距绕组的节距一般可以比
1～3槽。
本例采用缩短3槽布线，图中的
图② 2
极36
槽双层短距绕组
说明：2极36槽双层短距绕组的节距一般可以比极距小3～6槽。
本例采用缩短6槽布线。
图③ 6
极18槽双层叠式绕组
说明：该绕组每个极相组只有1个线把，线把节距
必须空出2槽以嵌入另外两相的线把，不能采用短
距绕组（即层间不能错开），所以采用全距绕组。
图④ 8
极24槽双层叠式绕组
说明：该绕组每个极相组只有1个线把，不能采用短距绕组（即层间不能错开），所以采用全距绕组。
图7-10 采用一路连接的双层链式绕组的嵌线图（示例）。
第四章 交流绕组理论 _ 习题与解答 _
为
；在电枢绕组中所感应的电势频率为
；如 3 次谐波相电势有效值为 E3，
则线电势有效值为
；同步电机三相电枢绕组中一相单独流过电流时，所产
生的 3 次谐波磁势表达式为
。三相绕组流过对称三相电流
时 3 次谐波磁势幅值为
。
答：
τ 3
，3f,0,
Fφ
3
cos
3
π τ
x cosωt ,0
10. ★某三相两极电机中，有一个表达式为δ=F COS（5ωt+ 7θS）的气隙磁势波，这表明：
;
由数学知：相量和总是小于（或等于）其代数和，即 Et( y<τ ) < Et( y=τ ) 及 Eq(q>1) < Eq(q=1) , 故
其比值 即 K y 及 K q 总是小于 1.
4. ★在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关？这些因
素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
绕组串联匝数有关，由构造决定；与频率、每极下磁通量有关，由运行条件决定。
6. ★★试从物理和数学意义上分析，为什么短距和分布绕组能削弱或消除高次谐波电动势？
答： 因谐波电动势 Eφν = 4.44 fν Nk pν kdν Φν ，欲要消除或削弱某次谐波电动势，只需使某次
谐波的短距系数 k pν 或分布系数 kdν 为零（或很小）即可。
τ。
答：ν −1 ν
5. ★三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a）,其中 ia = 10 sin ωt ，当 Ia=10A
时，三相基波合成磁势的幅值应位于
；当 Ia =-5A 时，其幅值位于
。
答：A 相绕组轴线处，B 相绕组轴线处。
电机及电力拖动
《电机及电力拖动》习题第一章直流电机1.直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？2.一直流电动机，已知P N=13kw，U N=220V，n N=1500r/min，η=0.85，求额定电流I N。
3.一直流发电机，已知P N=90kw，U N=230V，n N=1450r/min，η=0.89，求额定电流I N。
4.一台p对极的直流发电机，若将电枢绕组由单叠改为单波（导体数不变），问额定电压、额定电流和额定功率如何变化？5.计算下列各绕组的节距y1、y2和绘制绕组展开图，安放主磁极和电刷，并求出支路对数。
1）单叠绕组2p=4，S=K=18；2）单波绕组2p=4，S=K=19。
6.一台4极直流发电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通φ=3.5×102 wb，电枢总导体数N=152，求当转速n=1200r/min时的空载电动势E。
若改为单波绕组，其他条件不变，则当空载电动势为210V时，发电机转速应为多少？若保持每条支路的电流I=50A不变，求电枢绕组为单叠和单波时，发电机的电磁转矩T em各为多少？7.什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应的性质是什么？对电动机呢？8.什么叫换向？为什么要改善换向？改善换向的方法有哪些？9.说明装置换向极改善换向的原理，一发电机改作电动机或转向改变时，换相极绕组是否需要改接？为什么？10.一台4极80kw、230V、930r/min的并励发电机，在75℃时的电枢回路电阻R a=0.0259Ω，励磁绕组电阻R f=22.8Ω，额定负载时励磁回路串入调节电阻R pf=3.5Ω，电刷压降2ΔU b=2V，铁耗和机械损耗p fe+pΩ=2.3kw，附加损耗p s=0.05PN。
求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率、电磁转矩和效率。
11.一台并励直流电动机，在额定电压U N=220V，额定电流I N=80A的情况下运行，75℃的电枢电阻R a=0.01Ω,电刷接触压降2ΔU b=2V，励磁回路总电阻R rf+R pf=110Ω，附加损耗p s=0.01PN，效率η=0.85。
电机及电力拖动复习题
电机及电力拖动复习题一、填空题01.直流电机单波绕组的一个特点是只有两条支路，而与极数无关。
02.直流电机中超越换向将使前刷边发热加剧，消除环火的方法是装置补偿绕组。
03.直流电动机的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。
04.调速指标包括：调速范围、静差率、平滑系数和允许输出及经济性。
05.电力拖动系统稳定运行的条件是dndT dndT L em <。
06.直流机单叠绕组的联接特点是每个元件的两个出线端接在相邻的换向片上。
07.直流发电机铭牌上标注的额定功率是指电机输出端发出的电功率08.直流电机按励磁方式的不同可以分为他励、并励、串励和复励直流电机。
09.拖动系统的运动方程式是dt dnGDT T em ⋅=-37522。
折算到单轴系统的内容一般有：工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算。
10.直流电动机常用的起动方法有电枢串电阻和降压起动两种。
11.他励直流电动机有电枢电路串电阻、弱磁和降低电枢电压三种调速方法。
12.生产机械的负载转矩特性分为恒转矩、恒功率和风机、泵类负载转矩特性。
13.一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向不变。
14.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反。
15.当直流电动机的转速超过理想空载转速_时，出现回馈制动。
16.直流电动机功率公式：直流发电机转矩公式：17.直流电机的节距指的是：极距指的是：18.直流电动机的人为特性都比固有特性软。
19.可用下列关系来判断直流电机的运行状态。
当U>E 时为电动机状态，当U<E时为发电机状态。
20.单迭绕组极对数为P 时，则并联支路数最多为p 。
21.他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为1I 和2I ， 1I =2I22.三相变压器可用三个单相变压器组成，这种三相变压器称为三相变压器组。
23.我国规定①Y ，yn0；②Y ，d11；③YN ，d11；④YN ，y0和⑤Y ，y0等五种作为三相双绕组电力变压器的标准联结组。
三相绕组展开图(精)
◆优点：单层绕组元件少，结构简单，嵌线较
方便，槽内没有层间绝缘，槽利用率高。
◆缺点：单层绕组基本为等效整距绕组，不能
利用短距来改善电动势和磁动势的波形，产生的
磁动势和电动势波形较差，故电机铁损和噪声较
大，起动性能不良，一般用于10KW以下的小容量 异步电动机。 ◆每对极下只有一个线圈组（极相组）
三、三相双层叠绕组
，
图5-9
A相绕组的端面图
Z 24
p2
展开图：假想沿某个齿的中心（例如槽1和槽24之间 的齿）把铁芯切开展平而得到的绕组连接图形。 ◆
在图中，线圈边1、2和13、14的电流分别用向上的箭头来表示， 而线圈边7、8和19、20的电流方向用向下的箭头来表示。 显然左边两个线圈按照电流的方向串联构成一个极相组，右边 两个线圈构成另外一个极相组。每个极相组均有一个首末端。 这些极相组或线圈组可以串联或并联组成不同数目的并联支路
a p
二、三相单层绕组 单层绕组的每个槽内只放置一个线圈边，整台 电机的线圈数等于总槽数的一半。单层绕组的种类 很多，可分为叠绕组、链式、同心式和交叉式绕组
等
二、三相单层绕组
三相单层叠绕组线圈组内后一线圈的端接部分叠在前一线圈 的端接部分之上，端接部分重叠层数较多，制造比较困难， 散热条件不好，已经很少采用。工程实际中常采用同心式和 链式。
首
末首末首末首末
A
（a） 并联支路数
(a)
a 1
X
A
X (b)
（b） 并联支路数
a2
5-10
A相绕组的展开图 p 2 ， Z 24
◆串联时，由处于同极性磁极下的线圈组串联，并 且是前一线圈组的末端接后一线圈组的首端。 ◆并联时，由处于同极性磁极下的线圈组并联，并 且是前一线圈组的首端接后一线圈组的首端，前一 线圈组的末端接后一线圈组的末端。 由于每条支路所串线圈组的数目必须相等，故最 大并联支路数
三相异步电机绕组结构
三相异步电机绕组结构一、有关术语和基本参数（一）线圈和线圈组1．线圈线圈是组成绕组的基本元件，用绝缘导线（漆包线）在绕线模上按一定形状绕制而成。
一般由多匝绕成，其形状如图1-2-1所示。
它的两直线段嵌入槽内，是电磁能量转换部分，称线圈有效边；两端部仅为连接有效边的“过（a）菱形线圈（b）弧形线圈（c）简化画法桥”，不能实现能量转换，故端部越图1-2-1常用线圈及简化画法长材料浪费越多；引线用于引入电流的接线。
图1-2-2是线圈嵌入铁心槽内的情况。
(a)立体图 (b)展开图 (c)有效边在槽内实际情况图1-2-2单层绕组部分线圈嵌入铁心槽内2.线圈组几个线圈顺接串联即构成线圈组，异步电机中最常见的线圈组是极相组。
它是一个极下同一相的几个线圈顺接串联而成的一组线圈，见图1-2-3所示。
(a)连接方法(b)展开图(c)简化图图1-2-3 一个极相组线圈的连接方法（二）定子槽数Z和磁极数2p1．定子槽数Z定子铁心上线槽总数称之为定子槽数，用字母Z表示。
如图1-2-2(a)、（b）所示的就为电机定子铁心上的线槽。
2． 磁极数2p磁极数是指绕组通电后所产生磁场的总磁极个数，电机的磁极个数总是成对出现，所以电机的磁极数用2p 表示。
异步电机的磁极数可从铭牌上得到，也可根据电机转速计算出磁极数，即11202n fp =式中 f —电源频率；p —磁极对数；1n —电机同步转速，1n 可从电机转速n 取整数后获得。
它在交流电机中为确定转速的重要参数，即pfn 601=(r/min) （三）极距τ和节距y1． 极距τ相邻两磁极之间的槽距，通常用槽数来表示pZ2=τ (槽) 2． 节距y一个线圈的两有效边所跨占的槽数。
为了获得较好的电气性能，节距应尽量接近极距τ。
即pZy 2=≈τ （取整） 在实际生产中常采用的是整距和短距绕组。
（四）每极相槽数q 与槽距角α1． 每极相槽数q是指绕组每极每相所占的槽数pZq 23⨯=（槽） 2． 槽距角α指定子相邻槽之间的间隔，以电角度来表示，即Z p 21800⨯=α （电角度）（五）线径φ与并绕根数a N线径φ是指绕制电机时，根据安全载流量确定的导线直径。
三相双层叠绕组(精)
三相双层叠绕组双层绕组的每个槽内有上层、下层两个线圈边，每个线圈的一条边嵌放在某一槽的上层，另一条边嵌放在另一槽的下层，整个绕组线圈数正好等于槽数。
双层绕组可以选择最有利的节距，所有线圈具有同样的形状和尺寸，便于制造，端部形状排列整齐，有利于散热和增加机械强度，所以容量较大（10kW以上）的三相异步电动机的定于绕组一般均采用双层绕组。
双层绕组可分为叠绕组和波绕组两种形式。
叠绕组在嵌线时，两个互相串联的线圈，总是后一个叠在前一个上面，所以称为叠绕组。
以下仅举例说明三相双层叠绕组的结构及展开图的绘制方法和步骤。
一台三相4极异步电动机，定于绕组为双层叠绕组，定子槽数为36，节距Y=7，试绘出其绕组展开图。
【解】（1）分极、分相每极所占槽数τ=槽9223621=⨯=pz每极每相槽数槽32223621=⨯⨯==pmzq由计算可知，该电机每极下共有9个槽，整个定子可分为12个相带，每相带内有3个槽，采用与单层链式绕组相同的方法分极、分相，如 12（ａ）所示。
（2）标出U相线圈有效边的电流方向12中，实线表示上层边，虚线表示下层边，每个线圈都由一根实线和一根虚线组成，各线圈的编号都用其上层边所在的槽号表示。
设S极下线圈上层边的电流方向向上，则N极下线圈上层边电流方向向下，如 12（ａ）中箭头方向所示。
（3）按绕组节距的要求把同一相的线圈边按电流方向连成线圈并组成极相组对U相绕组来说，因线圈节距Y=7槽，则第1槽的上层边与第8拾的下层被凌荡起来构成线圈1，第2槽的上层边与第9槽的下层边连接起来构成线圈2，以此类推，即可构成定子绕组U相的全部12个线圈。
将线圈1、2、3串联起来，19、20、21串联起来，分别组成了两个对应于S极下的极相组；将线圈10、11、12串联起来，28、29、30串联起来，分别组成了两个对应于N 极下的极相组，如 12（ａ）所示。
（4）确定各相绕组的出线端各相绕组的出线端彼此相隔120°电角度。
《电机学-交流绕组》作业参考答案
交流绕组习题思路3‐34 有一三相双层绕组，Q =48，2p =4，y 1/τ = 10/12，试分别画出支路数a =1时的叠绕组和波绕组的－相展开图。
解：（1）有关参数槽距电角度136036021548p Q α°°=×=×=° 每极每相槽数4842223Q q pm ===××（2）槽号相位图、分相带（3）A 相的叠绕组展开图 极距τ =12、y 1=10+y 1AX（4）A 相的波绕组展开图A. 极距τ =12、y 1=10、右行绕组（每绕电枢圆周一圈，前进一个槽）A 相右行绕组（每绕电枢圆周一圈，前进一个槽，N 极下线圈串在一起，S 极下线圈串在一起）B. 极距τ =12、y 1=10、左行绕组（每绕电枢圆周一圈，后退一个槽）A 相左行绕组（每绕电枢圆周一圈，后退一个槽，N 极下线圈串在一起，S 极下线圈串在一起）3‐39 有一台三相同步发电机，f 1 = 50Hz ，n N = 1500r/min ，定子采用双层短距分布绕组，q = 3，y 1/τ = 8 / 9，每相串联匝数N = 108，星形连接，各次谐波的每极磁通量分别为Φ1 = 1.015×10‐2Wb ，Φ3 = 0.66×10‐2Wb ，Φ5 = 0.24×10‐2Wb ，Φ7 = 0.09×10‐2Wb 。
试求： （1）电机的极对数； （2）定子槽数；（3）各次谐波的绕组因数； （4）各次谐波的相电动势； （5）合成相电动势； （6）合成线电动势。
解：（1）电机的极对数p根据公式1160f n p=可知：1160605021500f p n ×=== （2）定子槽数Q由每极每相槽数公式2Q q pm=可得2223336Q pmq ==×××=（3）各次谐波的绕组因数190sinpv vy k τ°=11sin2sin 2dv vq k v q αα=Nv pv dv k k k =由于槽距电角度为136036022036pQα°°==×=°所以：1890sin sin800.98489p k ×°==°=，1320sin20.9598203sin2d k ×°==°，1110.9452N p d k k k =＝ 3sin 2400.8660p k =°=−，33320sin20.66673203sin2d k ××°==×°，3330.57735N p d k k k =−＝ 5sin 4000.6428p k =°=，55320sin20.21765203sin2d k ××°==×°，5550.1399N p d k k k =＝ 7sin5600.3420p k =°=−，77320sin20.17747203sin2d k ××°==−×°，7770.0607N p d k k k =＝ （4）各次谐波的相电动势4.44v v Nv v E f Nk ϕΦ=1v f vf =211114.44 4.44501080.9452 1.01510230.0238(V)N E f Nk ϕΦ−==×××××=33334.44274.1(V)N E f Nk ϕΦ==− 55554.4440.2(V)N E f Nk ϕΦ== 77774.449.2(V)N E f Nk ϕΦ==（5）合成相电动势360.2VE ϕ==（6）合成线电动势因为星形连接，所以有404.8VL E ==3‐46 试分析下列情况是否会产生旋转磁动势，转向怎样？(1) 对称两相绕组内通以对称两相正序电流时[见题图3-1（a）]，当两个角度均为180°时；(2) 星形连接的对称三相绕组通的电流为1000A AI =∠° ，80100A B I =∠−° ，90250A CI =∠−° ； (3) 星形连接的对称三相绕组一相（例如C 相）断线时[见题图3-1（b ）]。
2012级电机学课程设计任务书2 (1)
电机学课程设计任务书1. 三相同步发电机定子绕组设计及电动势计算一台三相同步发电机，f = 50Hz ，n N = 1500r/min ，定子采用双层短距分布叠绕组，q = 3，y 1/τ = 8/9，每相串联匝数N = 108，Y 连接，每极基波磁通量21 1.01510Wb Φ-=⨯，磁通密度01sin(21)21B ννθν∞==++∑。
（1） 计算绕组基本参数，画出槽电动势星形图、绕组展开图；（2） 求导体电动势瞬时值、线圈电动势瞬时值表达式，编程画出相应的电动势曲线；（3） 编程计算基波电动势、各次谐波电动势（50次以上）、相电动势和线电动势的值，并画出谐波电动势频谱图；（4） 取不同的y 1/τ值，编程计算各次谐波（50次以上）、相电动势和线电动势的值，并画出谐波电动势频谱图，并分析基波和5、7、11次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对电动势波形有何影响。
2. 三相异步电机定子绕组设计及磁动势计算三相异步电动机，P N = 40kW ，U N = 380V ，I N = 75A ，定子绕组采用△连接，双层叠绕组，4极，48槽，y 1/τ = 10/12，每槽导体数为22，a=2。
（1） 计算绕组基本参数，画出槽电动势星形图、绕组展开图；（2） 求各相脉振磁动势瞬时值、三相合成磁动势瞬时值表达式，编程画出相应的磁动势曲线；（3） 编程计算单相磁动势基波和各次谐波（50次以上）的幅值，并画出谐波磁动势频谱图；（4） 编程计算三相合成磁动势基波和各次谐波（50次以上）的幅值，并画出谐波磁动势频谱图；（5） 取不同的y 1/τ值，重复（3）和（4），并分析基波和5、7、11次谐波的绕组系数值，说明采用短距和分布绕组对磁动势波形有何影响。
3. 单相异步电动机启停、正反转、调速和制动控制系统设计 一台单相异步电动机，P N = 80W ，U N = 220V ，f N = 50Hz ，P = 2，ηN = 60%，cos φN = 0.9，n N = 1395r/min ，2相（启动绕组和工作绕组）。
三相绕组展开图.ppt
图5-9 A相绕组的端面图
Z 24
p2
，
图中是一台z=24， p=2的三相异步电动机 A相绕组的端面图。该 电机A相绕组共有4个 线圈，分别由放在对 应槽中的线圈边1和7， 2和8，13和19，以及 14和20构成。在图中， 线圈边1、2和13、14 的电流均是由纸面流 出经端部连线分别流 入线圈边7、8和19、 20.
S1
N1
S2
N2
A Z BXC Y A ZB X C Y
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
பைடு நூலகம்
A A相单层叠绕组X 展开图
二、三相单层绕组
同心式绕组由 个节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构 成，其优点是每组线圈端部彼此错开，没有交叉，端部厚度 薄，散热条件好，而且下线方便，故适用于跨距大、下线困 难的两极电机；其缺点是大线圈伸出部分较长，所以用线较 多，线圈大小不一，绕制和管理麻烦。
A
(a)
X
A相双层叠绕组展开图
双层绕组的优点： 可选择最有利的节距使磁势和电动势波形更接近于正弦波； 所有线圈具有同样的形状和尺寸，便于生产机械化； 可组成较多的并联支路（即a＞1）； 端部形状排列整齐，有利于散热和增加机械强度。
双层绕组的缺点: 在工艺上嵌线较困难; 双层叠绕组线圈间连接线较长，在多极电机中这种连线用铜量
展开图：假想沿某个齿的中心（例如槽1和槽24之间 的齿）把铁芯切开展平而得到的绕组连接图形。
◆
在图中，线圈边1、2和13、14的电流分别用向上的箭头来表 示，而线圈边7、8和19、20的电流方向用向下的箭头来表示。
显然左边两个线圈按照电流的方向串联构成一个极相组，右边 两个线圈构成另外一个极相组。每个极相组均有一个首末端。 这些极相组或线圈组可以串联或并联组成不同数目的并联支路
2极24槽电动机展开图
2极2４槽电动机.绕组形式：单层迭绕,线圈节距=１0(1-11）．绕组形式,单层同心式,线圈节距=１１（１-1２),９(１-１0)． 2极36槽电动机.绕组形式：单层迭绕.线圈节距=1５(1－16).绕组形式,单层同心式，线圈节距=17(１-18),15(１-16）,13(1-１4）.绕组形式,双层选绕组，线圈节距＝１２(1-13). 4极2４槽电动机，绕组形式:单层迭绕,绕组形式＝5(１－6）.绕组形式,单层同心式,线圈节距=５(１-6)，7（１-８).绕组形式:双层迭绕,线圈节距5(1-6). 4极36槽电动机，绕组形式，单层单,双圈迭式布线，线圈节距=７(1-8）单圈,８(１－9）双圈.绕组形式:双层迭式,线圈节距=７(1－8)．绕组形式：单层迭绕,线圈节距=９（1-10）.绕组形式:单层同心式,线圈节距=７(1-8),９(1-１0),11(1－１2)．用双层叠式绕组画展开图例3、一台36槽4极三相异步电动机，要求用双层叠式画展开图。
1、求每极所占槽数＝36／4=92、求每极每相所占槽数= 每极所占槽数/3相=9/3＝33、根据上二式计算,用不同的线条分出各极、各相槽数。
该图表现为每极占9槽,每相占每极中的3槽。
同时可根据每相邻二相电流必定相反。
按此标出电流方向：在第一磁极里1、2、3三槽为A相，电流向上。
4、5、6三槽为C相,电流向下。
7、8、９槽三槽为B相，电流向上。
以后各极各相均按此顺序排列，但电流方向在N极的均向上，而在S极的均向下。
如下图所示4、按双层叠式绕组方式画出第一相绕组（对于双层叠式绕组，若是整距绕组，基本上还是一个线圈的一边在Ｎ极,另一边必定在S极。
注意:这是指整距绕组。
），如下图所示由上图可以看出1、2、3、10、11、12、19、20、2１、28、2９、30计12槽为A相绕组(上图中的每一个槽内有二条线,实线部分为槽内线圈的上层绕组，双点划线为下层绕组。
）。
上下层绕组必须分清。
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。
整数槽绕组与分数槽绕组
Ａ相 ： （ Ａ一
下－ － ３ 上） －
是 使用分数槽绕组 电机 ， 定子槽Ｚ＝ ４ 相数ｍ＝ １２ ，
因为嵌 线是按上、 下层嵌法， 定子 一个槽嵌
入 两 个 线 圈边 ， 即上 层 与下 层 。 Ａ相 、 Ｂ相 和 Ｃ相 线 圈边 在 各极下 的分 配见 表 １ 。
表 １ 各 相线 圈边在 各极 下 的分 配 Ｎ极
３６ ０￣
：－＝ ：＿＝ × ： × ＝ ５ ， － ｐ ＿ ＿ ４ 。 定子嵌线如下： ３ 定子嵌线如 Ｆ：
从 表１ 看出在６ 个极 中， 相 、 相和Ｃ Ａ Ｂ 相分别
在 四个极下为三个 线圈边 ， 两个极下为两个线 圈
《 电机 技 术》２ １ 年 第 ４ ・ ・ ０２ 期 ５
３ ３
Ｓ 极
３
３ ２
Ｎ极
３
２ ３
Ｓ 极
２
３ ３
使 同一相中各导线所感应的齿谐波电势不 同相 ， 合成总电势时取得削弱齿谐波的效果。
极距ｆ ＝ ＝ ， ＝ ４ 采取－ … ＂ ． －
－上 ， Ｖ
３
３ ２
１４ 槽距 角 —，
摘
要 ： 别 以 整 数 槽 绕 组与 分 数 槽 绕 组 电机 为 分
例， 对各 自 组 的嵌 法进行 详细 分析 对比 ， 过实 践验 绕 通
证均能 达到 设计要求 。 关键词 ： 数槽绕 组 整 分数槽 绕组 双 层绕组 中图分类号： Ｍ３ ２ 文献标 识码 ： Ｔ ０ Ａ ＤＯＩ 编码 ： ０３ ６ ／． ｓ ｌ ０ －８ ７２ １ ．４０ ２ ｌ ．９ ９ １ ｎ ０ ６２ ０ ．０ ２０ ． ０ ｊｓ
用双层叠式绕组画展开图
用双层叠式绕组画展开图36槽4极三相异步电动机，要求用双层叠式画展开图。
3、根据上二式计算，用不同的线条分出各极、各相槽数。
该图表现为每极占9槽，每相占每极中的3槽。
同时可根据每相邻二相电流必定相反。
按此标出电流方向：在第一磁极里1、2、3三槽为A相，电流向上。
4、5、6三槽为C相，电流向下。
7、8 9槽三槽为B相，电流向上。
以后各极各相均按此顺序排列，但电流方向在N极的均向上，而在S极的均向下。
如下图所示N S N S彳1 1* 1 1 1 f} 1》A CB A _C R A C B j丄£ R1iill 1 1Illi li 缶、力"丹抻梟剔”酬4、按双层叠式绕组方式画出第一相绕组（对于双层叠式绕组，若是整距绕组，基本上还是一个线圈的一边在N极，另一边必定在S极。
注意：这是指整距绕组。
）如下图所示例3、1、求每极所占槽数=36/4=92、求每极每相所占槽数=每极所占槽数/3相=9/3=3N NBA1 J J 4 , b 7 3( 9 l»lt 13 1J ]4 U 16 IJ 18 19 30 71, 33 33 105 36 7T 28 30 31 32 33 3^ 35由上图可以看出1、2、3、10、11、12、19、20、21、28、29、30 计12 槽为A相绕组（上图中的每一个槽内有二条线，实线部分为槽内线圈的上层绕组，双点划线为下层绕组。
）。
上下层绕组必须分清。
每个线圈由如下组成：第1槽的实线与第10的虚线为一个线圈，第2槽的实线与第11的虚线为一个线圈，第3槽的实线与第12的虚线为一个线圈。
第10槽的实线与第19的虚线为一个线圈，第11槽的实线与第20的虚线为一个线圈，第12槽的实线与第21的虚线为一个线圈------余类推。
按电流方向、向右方向、依线圈的排列顺序依次连接。
如下j N s N sA J L B丄丄丄 A 1_丄illU2连接顺序：第1槽的实线为第一相进线其（电流向上）。
华中科技大学_电机学__第四章_交流电机绕组(完美解析)
◎ 并联支路数a：一相绕组中并联支路的个数，即因各个线圈组 的感应电动势相等，可以采用串、并联方式将q个线圈组连接，形 成a条并联支路。 ◎ 单层绕组每相最大并联支路数 amax = p
a=1
A1 A
X1
A2
X2 X
a=2
26
④ 画出三相绕组：
每极磁通 1
2
Bm1l
1 f 2
导体感应电动势
Ec1 2.22 f1
44
2. 线圈电动势与短距系数
线圈电动势有效值
y1 π E y1 N c Ec1 2 sin( ) 2
将一对极下属于同一 相的某两个导体连接 ，构成一个线圈 将一对极下属于同一 相的q个线圈连接，构 成一个线圈组
A1
X1
A2
X2
24
线圈组：每相绕组中， 相邻的线圈串联在一起，称为一个线 圈组。一个线圈组中的线圈个数为每极每相槽数q。 线圈组 线圈组
A1
X1
A2
X2
线圈
25
④ 构成一相绕组：
A相绕组整体右移120°得B相绕组，整体右移240 °得C相绕组
27
总结：单层叠绕组构造方法和步骤
画槽电动势星形图
分极分相:
将总槽数按极数均匀分开，N、S极相邻分布 将每个极的槽数按三相均匀分开，三相在空间错开120°电角度
构成线圈和线圈组：
将一对极下属于同一相的某两个圈边连接，构成一个线圈 将一对极下属于同一相的q个线圈连接，构成一个线圈组
构成一相绕组：
将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端 根据并联支路数将线圈组串联、并联或串并联，均符合电势相加原则
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用双层叠式绕组画展开图
例3、一台36槽4极三相异步电动机，要求用双层叠式画展开图。
1、求每极所占槽数=36/4=9
2、求每极每相所占槽数= 每极所占槽数/3相=9/3=3
3、根据上二式计算，用不同的线条分出各极、各相槽数。
该图表现为每极占9槽，每相占每极中的3槽。
同时可根据每相邻二相电流必定相反。
按此标出电流方向：在第一磁极里1、2、3三槽为A相，电流向上。
4、5、6三槽为C相，电流向下。
7、8、9槽三槽为B相，电流向上。
以后各极各相均按此顺序排列，但电流方向在N极的均向上，而在S极的均向下。
如下图所示
4、按双层叠式绕组方式画出第一相绕组（对于双层叠式绕组，若是整距绕组，基本上还是一个线圈的一边在N极，另一边必定在S极。
注意：这是指整距绕组。
），如下图所示
由上图可以看出1、2、3、10、11、12、19、20、21、28、29、30计12槽为A相绕组(上图中的每一个槽内有二条线，实线部分为槽内线圈的上层绕组，双点划线为下层绕组。
)。
上下层绕组必须分清。
每个线圈由如下组成：第1槽的实线与第10的虚线为一个线圈，第2槽的实线与第11的虚线为一个线圈，第3槽的实线与第12的虚线为一个线圈。
第10槽的实线与第19的虚线为一个线圈，第11槽的实线与第20的虚线为一个线圈，第12槽的实线与第21的虚线为一个线圈------余类推。
5、连接方法按电流方向、向右方向、依线圈的排列顺序依次连接。
如下图所示
连接顺序：第1槽的实线为第一相进线其（电流向上）。
其尾线由第12槽的双点划线（虚线、电流向下）出与第21槽的虚线相连（电流向上），其出线头由第10槽实线出（电流向下），由第10槽的实线与第19槽的实线相连（电流向上），其出线由第30槽的虚线出（电流向下），第30槽的虚线再与第3槽的虚线相连（电流向上），其出线由第28槽的实线出（电流向下）。
细看就可以发现，每一槽的电流方向均与上方所标注的电流方向相。
6、第二相绕组的进线及其绕组画法
计算每槽电角度=（极数X180度）/36=20度
求 120度后的第一槽 120/20=6槽由于第一相进线是从第1槽进，1、2、3、4、5、6槽，每槽20度，计120度，120度后的第一槽则是第7槽。
就是说第二相绕组的进线应是由第7槽开始，并按第一相绕组相同的方法接线。
7、第三相绕组的进线及其画法
第三相进线的推算与第二相计算法一样，只不过是以第二相进线头为准计算的。
即第7、8、9、10、11、12槽每槽为20度，合计和为120度，120度后的第一槽为第13槽。
如下图所示
8、下线口诀：
双层绕组：
先底层，迂满距，两边下，先底层，后面层，倒序下，至结束。
9、下线先后顺序下第10、11、12槽的虚线（先底层）、下第13、14、15槽的虚线（先底层）、下第16、17、18槽的虚线（先底层）、下第19、20、21槽（迂满距，两边下，先底层）、下第10、11、12槽的实线（后面层）、下第22、23、24槽的虚线（迂满距，两边下，先底层）、下第13、14、15槽实线（后面层）------以下均按这方法下线。