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
1 3
1 5
1 7
1 9
2 1
2 3
2 5
2 7
2 9
3 1
3 3
3 5
AZBXCYAZBXCY
三相双层叠绕组A相展开（Q=36,2P=4）
槽距角
相邻槽之间的电角度α
p 360 0
Q
Q : 定子槽数
一、绕组概述
电枢绕组的常用术语
每极每相槽数
q
Q 2pm
m:相数
p:极对数
即每一个极下每相所占的槽数 极轴线：磁极的中心线。
几何中性线：是指主磁极N极和S极的机械分界线。
物理中性线：把N极与S极磁场为零处的分界线称为物理中性线。
一、绕组概述
A:1 2 3 5 6
19 20 21 22 23 24
B:7 8 9 10 11 12 25 26 27 28 29 30
C:13 14 15 16 17 18 31 32 33 34 35 36
因120度相带合成电动势较60度相带合成 电动势小，所以一般采用60度相带绕组。
C
（32）（33）（34）
按相邻极下电流必须相反 的原则，将各极相组连接 起来，构成相绕组，图中 实线为上层边，虚线为下 层边。 由于N极下的极相 组A与S极下的极相组X的 电动势相位相反，电流方 向也相反，应将极相组A 和极相组X反向串联或反 向并联。
四、三相双层绕组
绕组的分支:
由于每相的极相组数等于极数，所以双层叠绕组的最大并联支路数等 于2p。实际支路数通常小于2p，且2p必须是a的整数倍。
省铜。广泛用于q>1的且为奇数的小型三相异步电动机。
N
S
N
S
1
3
5
7
9
1 1
1 3
1 5
1 7
1 9
2 1
2 3
2 5
2 7
2 9
3 1
3 3
3 5
1
单层交叉式绕组A相展开(2P=4,Q=36)
四、三相双层绕组
四、三相双层绕组
三相双层绕组 概念及特点：
双层绕组每个槽内有上、下两个线圈边，分别称为上层边和下层边。一个线圈 的一个边放在某槽的上层，另一个边则放在下层。在双层绕组中线圈数正好等于 槽数。对于10kw以上的三相交流电机，其定子绕组一般均采用双层绕组。
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。 如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。
1 2 3 10 11 12 19 20 21 28 29 30
a=1
A
X
1 2 3 10 11 12 19 20 21 28 29 30 a=2
A X
1 2 3 10 11 12 19 20 21 28 29 30
a=4
A
X
三相双层叠绕组A相分支（Q=36,2P=4）
四、三相双层绕组
波绕组 两个相邻的线圈成波浪形前进，如图所示，波绕组的连接规律是把所 有同一极性（如N1,N2……）下属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来 组成一组，在把另一极性（S1,S2……）下的属于同一相的线圈按波浪形 依次串联起来，组成另一组，最后根据需要把这两组接成串联或并联。构
定子上放有一根导体，转子由原动机拖动以后，形成一旋转磁场。定子 导体切割该旋转磁场感应电动势。
二、绕组展开图的绘制
槽电动势星形图（以4极3相36槽电机为例）
当把各槽内导体感应的电动势分别用矢量表示时，这些矢量构 成一个辐射星形，称为槽电动势星形图。
若气隙中有一正弦分布的旋转磁场，则槽内导体的感应电动势 大小相等，相位依次相差一个槽距角。
120°相带：每对极（360°电角度）三相均分 每对极每相槽数2qα=120°
60°相带：每极（180°电角度）三相均分 每极每相槽数 qα=60°
二、绕组展开图的绘制
60°相带的划分（以4极3相36槽电机为例）
C
A:1 2 3 19 20 21 X:10 11 12 28 29 30 B:7 8 9 25 26 27 Y:16 17 18 38 35 36 C:13 14 15 31 32 33 Z:4 5 6 22 23 26
画槽，定槽号 分极 画电流 分相 连接第一相 连接其余相
N
S
N
S
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9
2 0
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 7
2 8
2 9
3 0
3 1
3 2
3 3
3 4
3 5
3 6
AZBXCYAZBXCY
三、三相单层绕组
三、三相单层绕组
三相单层绕组
概念及特点： 单层绕组每槽只有一个线圈边，所以线圈数等于槽数的一半。这
种绕组下线方便，槽利用率高（无层间绝缘）。三相单层绕组比较适 合于10kW以下的小型交流异步电机中，很少在大、中型电机中采用。
分类： 按照线圈的形状和端部连接方法的不同，三相单层绕组主要可分
为等元件式、同心式、链式和交叉式等型式。
端部
上层线棒
有效 边
首端
末端
下层线棒
一、绕组概述
电枢绕组的常用术语 元件的首末端
每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一根称为末端。每一个元件的 两个端点分别接在不同的换向片上，每个换向片接两个不同的线圈端头。（直流电机，电枢是 转子） 定子绕组首末端连接至汇流铜环。
12 345
一、绕组概述
电枢绕组的常用术语
实槽与虚槽
实槽：电机电枢上实际开出的槽叫实槽。实槽数用Q表示。 虚槽：即单元槽(每层元件边的数量等于虚槽数)，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。虚槽数用Qμ表 示。设槽内每层有μ个虚槽，若实槽数为Q，虚槽数为Qμ，则Qμ= μQ。
1—上层边； 2—下层边； 3—端接部分； 4—首、末端
二、绕组展开图的绘制
二、绕组展开图的绘制
绕组展开图的绘制
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。
绘制步骤 a、绘槽电动势星形图 b、划分相带 c、把各相线圈按一定规律连接成对称三相绕组。
二、绕组展开图的绘制
导体的感应电动势 一台两极交流发电机，转子是直流励磁形成的主磁极（简称主极）
三、三相单层绕组
单层链式绕组
链式绕组是由相同节距的线圈组成的，其结构特点是绕组线圈一环套一环，形如长链。 链式绕组种类： 1）单链：极相组由单只线圈组成。 2）双链：极相组由双只线圈组成。 特点：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。节距均为1~6（槽）。
N
S
N
S
N
S
1
3
5
7
9
1 1
1 3
1 5
1 7
1 9
2 1
2 3
2 5
2 7
2 9
3 1
3 3
3 5
A
X
单层链式绕组A相展开(2P=6,Q=36)
三、三相单层绕组
单层同心式绕组
由节距不等的大小线圈组成，使各线圈和中心线重合成回字形，故称为同心式。
特点：同心式绕组端部连线较长，嵌线较方便，适用于q=4、6、8等偶数的2极小型三相异
一、绕组概述
励磁绕组
也叫激磁绕组：是可以产生磁场的线圈绕组。一般在电动机和发电机内，有串 励和并励之分。发电机内用励磁绕组，可以替代永磁体，可以产生永磁体无法产 生的强大的磁通密度，且可以方便调节，从而可以实现大功率发电。
电枢绕组
电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，是感生电动势，产生 电磁转矩进行机电能量转换的部分（发电机）。
（31） 14 （30）1213
15 16 （35） 17 1（8 36）
（29）11
B
（28）10 （27）9
1（19） 2（20） 3（21）
8 （26） 7
6
5
4（22）
（25）（24）（23）
A
二、绕组展开图的绘制
绕组连接展开（以4极3相36槽电机为例） 把各相线圈按一定规律连接成对称三相绕组。
绕组元件在槽内的放置
1—槽楔；2—线圈绝缘；3— 导线；4—层间绝缘；5 —槽绝 缘；6 —槽底绝缘
实槽与虚槽
一、绕组概述
电枢绕组的常用术语
极距
相邻两个磁极轴线沿电枢表面主之间的距离，用 表示为（距离）
D 2p
s
若用虚槽数表示为（槽数）
Q
2p
N
当实槽数等于 虚槽数时 Q 一般用Q代替。 式中 D—电枢外径(m)；
成相绕组。
y Q 2mq 2
P
为合成节距
y1
y
y1
图4-5 波绕线圈的节距
四、三相双层绕组
N
S
N
S
1
3
5
7
9
1 1
1 3
1 5
1 7
1 9
2 1
2 3
2 5
2 7
2 9
3 1
3 3
3 5
A1
X2 X1
A2
三相双层波绕组A相展开（Q=36,2P=4）
若A相从3号线 圈起，则3号 线圈一导体边 放在3号槽上 层用实线表示， 另一导体边放 在11号槽下层 用虚线表示 （y1=8）然根 据y =18,3号 线圈应与21号 线圈连接，其 绕组展开图如 图所示。
三、三相单层绕组
等元件式整距叠绕组
每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边，所有线圈节距相同。单层绕组的线圈数目少，嵌 线省时，但电气性能较差。适用于小型交流电机，尤其是感应电机。
N
S
N
S
1
3
5
7
9
1 1
1 33
2 5
2 7
2 9
3 1
3 3
3 5
单层等元件式绕组A相展开(2P=4,Q=36)
（32）（33）（34）
（31） 14 13
（30）12
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）
（25）（24）（23）
二、绕组展开图的绘制
相带的划分（以4极3相36槽电机为例）
相带定义：每极下每相绕组占有的范围称为相带，一般用电角度表示。电 机的相带是指：每极下同一相绕组所连续占据的定子槽数即相带。
步电动机节距一般为1~12 ， 2~11。
N
S
N
S
1
3
5
7
9
1 1
1 3
1 5
1 7
1 9
2 1
2 3
2 5
2 7
2 9
3 1
3 3
3 5
单层同心式绕组A相展开(2P=4,Q=36)
三、三相单层绕组
交叉式绕组
交叉式绕组每相绕组由线圈数不等，节距不同的两种线圈交叉排列构成。
特点：交叉式绕组由两大一小线圈交叉布置。线圈端部连线较短，有利于节省材料，并且
发电机定子绕组接线方式介绍
2020.10.12
目录
一 绕组概述 二 绕组展开图的绘制 三 三相单层绕组 四 三相双层绕组
一、绕组概述
一、绕组概述
同步发电机的基本工作原理
定子：三相对称绕组：U1-U2、V1-V2、W1W转2子：磁极铁心、励磁绕组。
励磁绕组通入直流电流，建立转子磁场。
原动机拖动转子以转速 n 匀速旋转时，转子磁 场切割定子三相绕组，在三相绕组中感应出交 变电动势。由于定子三相绕组在空间位置上互 差120°电角度，所以三相电动势在时间上互差 120°电角度。
磁极距
p—磁极对数。
一、绕组概述
电枢绕组的常用术语
节距
线圈两边所跨定子圆周上的槽数，用y1表示，y1应接近电机的极距τ
（两端合成的电动势最大）。
＝整距
y1
y 短距
1 长距
一、绕组概述
电枢绕组的常用术语
电角度与机械角度 电机圆周在几何上为360 ° ，这个角度称为机械角度。在电机中磁场变
化一个周期，即经过N、S一对磁极就称为360 °电角度。 若电机有p对极，整个圆周就是p×360°电角度。电角度=P×机械角度