分析五、三相双层绕组及展开图

1.三相双层整数槽叠绕组

双层叠绕组在嵌线时，两个串联的线圈总是后一个叠在前一个上面，因此叫做叠绕组。双层叠绕组的节距可以任意选择，一般选择短节距，以便减小谐波电动势，使电动机的磁场分布更接近正弦波，从而改善电动机性能。

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：取，因此取y=7（或y=8），本例取y=7。

2）求出每槽电角度α，画出各相首端。

每相首端应相差槽。如U相首端在第1槽，则V、W相首端应分别在第7槽和第13槽。

3）假定电流方向。将展开图的36个槽分为4个极（2p=4），即N、S、N、S。将电流方向标在每一个极相带的绕组边上，如图2-11所示。

4）连接端部接线。如图2-11所示，将U相首端连接在1号线槽上层，第1个线圈的另一个有效边则在8号线槽的下层。因为每极每相槽数为3，所以U相应占有1、2、3号槽的面槽及8、9、10号槽的下层。依此类推，可画出U相绕组的连接展开图。为了分清上层和下层有效边，习惯上将上层有效边画成实线，下层有效边画成虚线。

图2-11 三相双层整数槽叠绕组展开图（U相）

由于各相首端互差120°电角度，所以V1、W1相首端分别在第7槽和第13槽，尾端（V2、W2）分别在第34槽和第4槽。

U相连接方式如图2-12所示（有两种不同方式）。

并联支路数最大等于2p，即支路数a最大可能等于每相的极组组数，但2p必须是a的整倍数。

由于展开图的绘制比较麻烦，实际工作中往往使用端部接线图，如图2-13所示。

端部接线图的作图方法如下：

1）按极相组总数将定子圆周等分，本例中有2pm（即2×2×3=12）个极相组。

2）根据60°相带分配原则，按顺序给极相组编号。U相绕组由1、4、7、10号极相组构成，V相由3、6、9、12号极相组构成，W相由2、5、8、11号极相组构成。

图2-12 两种支路连接

图2-13 定子绕组端部接线图

3）三相绕组首端（或尾端）之间应相差120°电角度。若U相首端为1号极相组的头，则V、W相首端应分别为3、5号极相组的头。

4）根据各极相组之间采用“反串联”连接方式的规则，连接各极相组。相邻极相组电流的方向相反，用箭头表示。再按电流方向将各极相组引出线连接起来，就构成了三相绕组端部接线图。

2.三相分数槽双层叠绕组

在有些容量较大或多速异步电动机中，定子绕组每极每相槽数q不为整数而为分数，称之为分数槽绕组。这种绕组在排列上必然是某些磁极下线圈多一些，某些磁极下线圈少一些。这样就形成了不均匀组。对于分数槽绕组，不能按照前面介绍的关于整数槽绕组的规律来排列和连接。这种绕组的分布及连接应符合以下基本要求：

1）三相绕组必须含有相同的线圈数。

2）各相首端和尾端应互差120°电角度。

3）线圈多的极相组和线圈少的极相组应布置在对称位置，使电磁力矩平衡，以减少电动机的磁性振动。(www.xing528.com)

例如，一台三相6极27槽异步电动机，其绕组安排如下：每极每相槽数

每个极相组中含有个线圈，因此只能使其中三个极相组各用两个线圈，另外三个极相组各安设一个线圈。同时为了使电磁力矩平衡，应使线圈多的极相组和线圈少的极相组对称分布。于是，就可以得出表2-41所示的分配方法。

表2-41 线圈分配方法

3.三相双层波绕组

多极电动机或导线截面积较大的电动机，为了节约极间连接线的铜材，常采用波绕组。波绕组从展开图来看有些像波浪，所以叫做波绕组。它的连接规则是把所有同一极性下属于同一相的线圈按一定规律连接起来，然后再将两个异极性的同一相线圈“反串”连接，就成为一相的全部绕组。

例如，一台三相4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：

确定节距：取

2）求出每槽电角度α：

即各相首端及尾端应相隔（即4）槽。

3）用表标明各极相组的分配，见表2-42。

表2-42 各极相组分配

4）由表2-42可知，N1下U相极相组包含1、2号槽，按节距y=5，将U相两个线圈连接起来，如图2-14所示。也就是说，将第一个线圈（1—6）与N2下第二个线圈（13—18）连接起来。这两个线圈上层边（或下层边）之间相隔12槽，这个距离叫做线圈的合成节距，用符号Y₁表示，Y₁=2τ。在整数槽绕组中，合成节距Y₁应加长一槽（或缩短一槽）。因为，如果始终保持2τ节距的话，则（13—18）线圈就和1号槽连接而形成一个闭合回路。因此，本例中采用（2τ+1）的综合节距，使（13—18）线圈和2号槽连接。按这一原则，将N1、N2下的U相线圈全部连接起来就成为以下顺序：

图2-14 双层波绕组U相展开图

u₁—（1—6）→（13—18）→（2—7）→（14—19）→x₁

括号内代表一个线圈，前一个数字代表上层有效边的槽号，后一个数字代表下层边所在的槽号。用同样方法，就可以写出S极下U相线圈的连接顺序：

u₂—（7—12）→（19—24）→（8—13）→（20—1）→x₂

再运用“反串”原则将N极与S极下的U相线圈连接起来，就构成了U相全部绕组，即

同理可得V、W相全部绕组的连接顺序：

波绕组在绕线型异步电动机转子上应用较广泛。它也可做成分数槽绕组。它的连接规则和分数槽叠绕组类似。