三相空壳电动机绕组重绕计算详解

1.参数计算

先记录下定子铁心内径D₁、铁心长度l、定子槽数z、齿宽b_t、铁心轭高h_c等数据。

（1）估算电动机极对数为 或

（2）查表：在电动机产品的技术数据表中，查出一个形式相同、极数相同、定子内径、铁心长度等尽可能与空壳电动机铁心尺寸接近的电动机作参考，并查出其每个线圈匝数、导线直径和额定功率、绕组形式、接法、节距等。

设参考电动机的定子铁心内径为D′₁、铁心长度为l′、定子槽数为z′、每个线圈匝数为W′、导线直径为d′和额定功率为P′；空壳电动机的上述数据分别为D₁、l、z、W、d和P。

（3）计算每个线圈的匝数为

（4）导线直径的选择为

（5）电动机功率估算为

用此法计算出的电动机绕组数据，如接法、并联路数、绕组形式、并绕根数、节距等，应与参考电动机接近。

2.电动机功率的估算

测量出定子铁心内径D₁和铁心长度l，根据D₁、l和极数2p，再对照Y、JO₂、JO或J等系列电动机的相应极数的定子铁心尺寸（一般电工手册中均有），便可得到所估计的功率。当然，也可按下列公式估算功率：

对于2极电动机

对于4极电动机

对于6极电动机

对于8极电动机

式中D₁和l的单位均为cm。

3.电动机工作电流的计算

式中，I₁为电动机线电流（A）；P为电动机功率（kW）；U₁为电源线电压（V）；cosφ为电动机功率因数；η为电动机效率。

cosφ及η可取由电动机性能数据表查得的相近功率电动机的相应参数值作为参考。

4.绕组的计算

（1）选定绕组型式 参照同类型电动机，确定绕组型式，计算出绕组的各项参数。

一般10kW以上的电动机采用双层绕组，10kW及以下的电动机采用单层绕组。在单层绕组中，当每极每相槽数q=2时，采用单层链式绕组；当q=3时，采用单层交叉绕组；当q=4时，采用单层三平面同心绕组或单层链式同心绕组。

（2）确定每槽的有效导线数

式中，N_n为每槽的有效导线数（根/槽），对于双层绕组，N_n为偶数；U_x为电动机相电压（V）；t为定子槽距（cm）；B_δ为气隙磁通密度（T），可参照表2-26选取（对于旧式电动机，应取表中略小的数值）。

（3）导线截面积的选择

式中，S₁为导线截面积（mm²）；I_x为电动机相电流（A），采用星形联结时I_x=I₁；采用三角形联结时I_x=I₁/3；j为电流密度（A/mm²），见表2-32；a为并联支路数，见表2-45；或按2p/a必须是整数来选择；n为并绕根数，一般不超过3～4根。

表2-45 三相绕组并联支路数

然后根据S₁查标称线规表，确定绝缘导线外径d。

须指出，若为旧式电动机，表2-32中所列定子电流密度数值应酌情降低10%～15%。

（4）每槽实际导线数N=aN_n

（5）校验槽满率

式中，F_k为槽满率（%）；S_ux为槽有效面积，即槽内导线总面积（mm²）；S_s为槽面积（mm²）；S_i为槽绝缘所占面积（mm²）。

槽满率应控制在0.60～0.75范围内。对于小型异步电动机，F_k=0.75～0.80。若槽满率过大，会使嵌线困难，容易损伤绝缘。为降低槽满率，可适当减小槽楔厚度，或适当提高电流密度j，使线径细一些。

【例2-6】 有一台空壳电动机，无铭牌，JO型外壳。量得其定子内径D₁为112mm，铁心长度l为73.5mm，轭高h为18mm，齿宽b为8mm，槽数Z为24。现要嵌线使用，试求绕组数据。

解：（1）估算电动机极对数为

也可用下式估算为(www.xing528.com)

因此，取p=2。

（2）查表。根据以上已知资料，找到型式相同、极数相同、铁心尺寸接近的一台JO41-4型电动机。其数据为：D₁′=110mm，l′=80mm，Z′=36槽，单层绕组，每个线圈匝数W′=52，1路接，节距τ=1～8，导线直径d′=1.0mm。

（3）计算每个线圈的匝数

（4）导线直径的选择

采用ϕ1.0mm的漆包线。

（5）电动机功率估算其中，

根据以上数据得，电动机功率为1.5kW，绕组漆包线直径为ϕ1.0mm，单层绕组，4极，每个线圈匝数为83匝，1路联结，节距为1～6。

【例2-7】 有一台国产三相异步电动机，测得定子铁心数据如下：铁心内径D₁为245mm、外径D为368mm、长度l为175mm、定子槽数z为48。定子槽形尺寸如图2-15所示。试配最适当绕组（B级绝缘）。

解：由图2-15查得R=5.5mm、b₀=3.2mm、b_t1=6mm、b_s=8mm、h_s1=1mm、h_s2=21mm、h_c=27.5mm。设绝缘厚度C_i=0.22mm，槽楔厚度h为3mm。

（1）确定极对数为

（2）电动机功率的估算为

D²₁l=24.5²×17.5cm²=1.05×10⁴ cm²查图2-16，功率约36kW，取标准功率P=30kW。

图2-15 定子槽形尺寸

图2-16 国产系列三相异步电动机D²₁l 与功率的关系曲线（近似）

先求出D²₁l的数值，然后查下图估算出电动机的功率，再选定所接近的标准功率。D₁—定子铁心内径（cm）；l—铁心长度（cm）

（3）设cosφ=0.87、η=0.92，则电动机工作电流为

（4）绕组计算

①采用双层叠绕绕组。

②求每槽有效导线数N_n。

设电动机为△联结，U_x=U₁=380V

定子槽距查表2-26，取气隙磁通密度B_δ=0.7T，则

由于是双层绕组，故取N_n=15根/槽。

③导线截面积的选择：取电流密度j=6A/mm²，并联支路数a=2，导线并绕根数n=2。

查线规表得标准直径d₁=1.35mm，外径d=1.46mm。

（5）校验槽满率

绝缘占面积S_i=C_i[2（h_s1+h_s2）+πR+2R+b_s]

=0.22×（2×22+π×5.5+2×5.5+8）mm²

=17.7mm²

槽内导线总面积S_wx=S_s-S_i=（182.4-17.7）mm²=164.7mm²

每槽实际导线数N=aN_n=2×15=30根/槽

槽满率为

符合槽满率一般在0.60～0.75的范围。

该电动机绕组采用双层叠绕，用直径为1.5mm的漆包线双根并绕，支路数为2，每只绕组为28匝。