三相单层绕组的分析与展开图

1.三相单层绕组的安排原则与展开图

现以三相四极24槽等元件式单层整距绕组为例来说明。可按下列原则和步骤画出其接线展开图。

1）各绕组在每个磁极下应均匀分布，以便使磁场对称。

①分极：按定子槽数z画出定子槽，并编上序号。按磁极数2p等分定子槽z，磁极按S、N、S、N……的顺序交错排列，如图2-3所示。

图2-3 槽的分极及分相

该例中z=24，2p=4，相数m=3，故

②分相：每个磁极下的槽数均匀分成3个相带，每个相带占60°电角度，每极每相槽数为

2）画出各相绕组的电源引出线。绕组的起端或末端应彼此间隔120°电角度，图2-3中U1、V1、W1之间或U2、V2、W2之间各相隔120°电角度。每槽所占电角度α为

若U相的起端U1在第1槽，则V相的起端V1应在第5槽，W相的起端W1应在第9槽。由于每极每相槽数为2，故U相在各极相带的槽号是1、2、7、8，13、14、19、20，V相在各极相带的槽号是5、6、11、12，17、18、23、24，W相在各极相带的槽号是9、10、15、16，21、23、3、4。可以看出，在每个磁极下三相绕组的排列顺序是U、W、V，如图2-4所示。

3）标出电流方向。同一相绕组的各个有效边在同一磁极下的电流方向应相同，而在相异磁极下的电流方向应相反，见图2-3b。此时应注意：

①U、V、W对应相带（U1、V1、W1，U2、V2、W2等）均应间隔120°；

②在同一个磁极下各相带槽中电流的方向相同。

图2-4 三相等元件式单层整距绕组展开图

4）确定绕组形式。绕组可分为单层绕组和双层绕组。单层绕组元件总数为定子槽数的一半。按节距的不同，单层绕组又可分链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组和等元件式整距绕组等。双层绕组元件总数等于定子槽数。按元件的样式分布的不同，双层绕组又可分为叠绕组和波绕组。

5）确定线圈节距y。采用等元件式单层整距绕组，其节距为

即一个元件的起端边若嵌在第1槽中，则末端边应嵌在第7槽中。根据线圈的节距，即可将两有效边连为一个元件。

6）沿电流方向将同相线圈串联。如图2-4所示，每相绕组均由两组线圈组成，顺着电流方向，U相第一组线圈的尾（第8槽）与第二组线圈的头（第13槽）相连，这就联成U相绕组。同样，可画出V相和W相绕组。最后剩下6个接线头，即U相绕组的U1、U2，V相绕组的V1、V2，以及W相绕组的W1、W2。

2.三相单层绕组的分类

三相单层绕组可分为链式绕组、交叉链式绕组和三相单层同心式绕组。

（1）链式绕组

链式绕组是由相同节距的线圈组成的。它的线圈连接形状像链子一样一环连着一环。

例如，一台三相四极24槽异步电动机展开图的绘制步骤如下：

1）求出每极槽数（极距）τ、每极每相槽数（相带）q，即

所以，节距。

2）画出各相绕组的引出线。各相绕组首端U、V、W和尾端X、Y、Z应相差120°电角度。每槽所占电角度为。每相相差的槽数为，即4槽。三相绕组的排列顺序为U、V、W。根据以上原则可以得出U相绕组由（1—6）、（7—12）、（13—18）和（19—24）4个线圈组成。而V、W相绕组的首端应分别在5、9槽内，如图2-5所示。

图2-5 三相四极链式绕组展开图(www.xing528.com)

3）假定电流方向。各相各槽按图2-5所示方法标明电流方向。

4）连接端部，形成链式绕组。如图2-5所示，U相的4个线圈应分布在4个极，并交替为N、S、N、S排列。因此，根据电流方向应为反串联。根据以上原则，画出三相绕组的连接方式，如图2-6所示。

（2）交叉链式绕组

电动机每对磁极下有两组大节距线圈和一组小节距线圈。采用不等距线圈连接而成的绕组叫做交叉链式绕组。

图2-6 三相绕组的连接方式

例如，一台三相四极36槽异步电动机展开图的绘制步骤如下：

1）求出每极槽数τ和每极每相槽数q，即

确定节距：大节距y₁=8，小节距y₂=7。

2）求出每槽电角度α，假定电流方向。

各相应相隔6槽，每极9槽。由此可知，36至8槽电流向上，9至17槽电流向下，18至26槽电流向上，27至35槽电流向下。根据电流方向连接各线圈端部接线。如以第1槽为U相首端，根据上述原则，可画出U相绕组的连接图，如图2-7所示。

3）连接三相绕组。各相首端间隔持120°电角度，即6槽。因此，V、W相首端应分别在第7槽和第13槽。每对磁极下均有两组大节距线圈和一组小节距线圈。这既保持了电磁平衡，又实现了短节距要求。连接情况如图2-7所示。

图2-7 三相交叉链式绕组展开图

交叉链式绕组具有端部线圈连线短的优点，可以节约铜线。

（3）三相单层同心式绕组

同心式绕组的线圈布置如图2-8所示。由于线圈的轴线是同心的，因此每个线圈具有不同的节距。

例如，一台三相两极24槽异步电动机展开图的绘制步骤如下：

1）求出每极槽数τ和每极每相槽数q，即

2）求出每槽电角度α，画出各相首端。

图2-8 同心式绕组线圈布置示意图

各相首端应相差120°电角度，各相相隔槽数为。这时，如U相首端在第1槽，则V、W相首端应分别在第9槽和第17槽。

3）确定线圈节距，连接三相绕组。为了使每个线圈获得尽可能大的电动势，大线圈节距取12，小线圈节距取10。如U相首端在第1槽，该线圈的另一有效边应在第12槽，小线圈为2、11槽。根据以上原则，就可以知道U相绕组的槽号为1、2、11、12、13、14、23、24，V相绕组的槽号为7、8、9、10、19、20、21、22，W相绕组的槽号为3、4、5、6、15、16、17、18。其绕组展开图如图2-9所示，连接方式如图2-10所示。

图2-9 同心式绕组展开图

图2-10 同心式绕组连接方式