永磁发电机的绕组形式和连接方式适合哪些情况？

三相交流绕组有单层同心式、单层交叉式、单层链式、双层叠绕式、双层波绕式等多种形式。图6-4a（见书后彩色插页）所示为单层链式绕组的8极48槽q=2的三相绕组；图6-4b（见书后彩色插页）所示为8极48槽q=2的三相单层同心式绕组。它们虽然绕组形式不同，但它们的效果相同、相带相同。

永磁发电机由于磁极是不变的，不能像常规三相电机那样每极每相槽数q可以是整数，也可以是分数，而必须是分数槽。否则难于起动。永磁发电机宜于采用同相双层或同相双单层短距绕组。

图6-5a（见书后彩色插页）所示是永磁发电机18极57槽的同相双层链式绕组。图6-5b（见书后彩色插页）所示是永磁发电机18极114槽的同相双单层链式绕组。根据功率和电流情况，并联支路数可以是a=1、3、6等，也可以a=2、4、8等，视发电机情况而合理选择。

图6-5a、b都是永磁发电机常用的双层短节距绕组。永磁发电机往往是多极低转速，对其绕组进行科学、合理地选择非常重要。笔者经多年对永磁发电机的研究认为，多极永磁发电机宜采用同相双层短节距绕组，它是永磁发电机绕组最佳方案之一。

短节距绕组可以改善旋转磁场的波形，使其更接近正弦波，更好地改善发电机的性能。同时短节距绕组端部连线短，不仅节省铜导线的消耗，还能降低发电机的附加损耗及铜损、降低温升、提高发电机效率，还能改善发电机的运行环境，提高功率。

同相双层短节距绕组，除具有上述短节距绕组的优点之外，双层同相短节距绕组还具有如下优点：其一是双层绕组便于绕组端部扭转换位，避免或减少绕组中电流环流损耗；其二是没有异相双层短距绕组所必须有的槽内相间绝缘，从而提高了定子槽的利用率；其三是同相双层短节距绕组不会出现同一槽上、下两层不同相的不同方向的电流产生，从而避免出现这种情况而造成的一部分电流短路、相电势下降及铜损耗。

图6-6所示为4极交流电动机异相双层短节距绕组电流图，从电流图中可以看到有4个槽在槽内上、下层异相绕组的线圈中的电流方向相反。在交流电动机里的异相双层绕组中会出现这种情况。在电动机里，这4个槽没有为旋转磁场出力，或者说它们没有为电动机输出功率出力。因为在同一槽内上、下两层线圈电流方向相反，这个槽没有磁场，从而电动机功率有所下降，在交流电动机里，尚允许存在。

图6-6 4极24槽异相双层短节距交流电动机电流图（从图中可以看到第4、10、16、22槽共4个槽内的上、下异相绕组线圈电流方向相反）

在永磁发电机里，不允许存在同一定子槽内上下两层绕组线圈电流方向相反的情况，如果发生这种情况，那么将会发生：(www.xing528.com)

1）在同一槽内的一个线圈边与其同属一个线圈的另一个边电势相反，电流相对，造成永磁发电机相电势减小，同时又造成这个线圈的电流短路，又使发电机电流减小；

2）由于电流短路，又使绕组的铜损耗增加；

3）由于铜损耗增加，又会使发电机温升提高，破坏了发电机温升与冷却的平衡，使发电机运行条件恶劣；

4）使发电机效率下降。

双层短节距绕组的优点其四是基波绕组系数K_dp能达到最大值，接近1，使永磁发电机电流和电压波形达到正弦波波形，使永磁发电机功率增加，外特性更硬。

永磁发电机的绕组设计，还要考虑采用什么形式的定子槽形及什么规格的铜导线。从减小趋肤效应的涡流损失来看，宜采用多根圆漆包铜线并绕而尽量不采用扁铜线，因为扁铜线截面大，趋肤效应的涡流损耗大，且端部不易扭转换位，同时适用于扁铜线的开口槽或半开口槽漏磁也大。

永磁发电机绕组的设计还应考虑绕组的电阻，应尽量减小绕组的电阻。减小绕组的电阻就是减小永磁发电机的内压降，因为绕组电阻愈大则永磁发电机内压降愈大，会影响发电机的输出功率。如果绕组电阻大，当负载加大时，就等于外电阻减小、电流增大，电流增大使发电机内压降增大，发电机温升提高，输出功率减小。

在永磁发电机的各种损耗中，绕组的铜损耗最大，几乎达到发电机各种损耗总和的90%以上。发电机的铜损耗主要取决于绕组的电阻和电流，且与电流的平方成正比。为了减小永磁发电机的铜损耗，应适当考虑提高电压及合理地选择并联支路数。同时考虑绕组电流对永磁体的退磁作用，永磁发电机绕组电流也不宜过大。

永磁发电机绕组形式多种多样，绕组接线也多种多样。通常永磁发电机不特殊标明的均为星形（）联结，有特殊标明的有三角形（△）联结，△-混合联结用符号来表示，-△混合联结，用符号来表示。