整数槽双层叠绕组的嵌放优化

前面说过，单层绕组的端部较厚，整形较难。当电动机容量较大，导线较粗时，这个缺点更显突出。此外，构成短距的单层绕组只占少数，也限制了它的应用范围。因此在较大容量的三相电动机定子中，大多采用双层叠绕组，和单层绕组比较，双层叠绕组主要有如下特点：

1）双层叠绕组可选最有利的节距以削弱气隙磁场中的高次谐波，改善电动机的电气性能，容量越大这个优点就越明显。

2）每个槽内分上、下两层线圈边，相对每个线圈的匝数比单层少一半，大容量电动机嵌放线圈时就显得容易。

3）各线圈形状、大小一样，相互重叠，嵌放后的绕组端部整齐美观。

4）由于线圈数的增加，绕制和嵌放工时较多。此外，槽内还需要放置层间绝缘，故槽面积利用率低，绝缘材料用得多。

5）有的槽内嵌放两相线圈，容易发生相间短路故障，在嵌放时必须垫好层间绝缘。

双层叠绕组可分整数槽（q=整数）绕组和分数槽（q=分数）绕组。这里先介绍整数槽双层叠绕组的嵌放规律和接线方法。

1.线圈绕制特点

1）一台电动机定子槽数若为Q，线圈共绕制S=Q个，且每个线圈的匝数、形状、尺寸完全相同。

2）计算出每极每相的槽数：，这样每q个线圈连绕为一个极相组，共计个极相组，各极相组相同。

2.嵌放方法及规律

1）先确定线圈的节距y，通常取（取整数）。

2）因为双层叠绕组的每个线圈的一个边放在槽的下层（称下层边），另一个边必须放在另外槽的上层（称上层边），所以下层边和上层边在各槽的排列位置规律是一样的，一般选下层边来排列，那么上层边只和下层边相差y个槽距离。

3）根据计算的每极每相槽数q，按下层边排列情况是每一个极相组（占q个槽）为一相，其顺序为：U相、W′相、V相，U′相、W相、V′相，如此循环。先嵌放y个下层边，吊起y个上层边后，再嵌一个下层边后，即嵌放上层边，如此嵌放，直至下层边全部嵌完后，最后再依次嵌放吊起的上层边。

【例4-7】 一台4极36槽电动机定子，嵌放双层叠绕组。

1）选节距

取y=7，即y=1—8。

2）计算：，绕个极相组，每个极相组含3个连绕的线圈。

3）嵌放的步骤称为交叠法，先连着嵌放2个极相组的6个下层边，当嵌完第3个极相组的第2个下层边后（即第8个槽），即可将其上层边放在第一槽的上层，以后循环。嵌线顺序见表4-13。且参看其绕组展开图（见图4-20）和端视图（见图4-21）。

表4-13 交叠法嵌放顺序

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图4-204 极36槽双层叠绕组展开图

3.接线方法和规律

由于双层叠绕组多在较大容量的电动机中采用，所以这种绕组需要接成多路并联支路。前面已经说过，一台电动机能接成多少支路，只要符合公式（a为路数）是整数就可以。例如4极电动机，每相绕组可接为a=1；a=2或a=4路。所接的路数不同，绕组接线方法也不同，但是有一定规律。

例如：对【例4-7】的4极36槽电动机双层叠绕组，如果接成一路的绕组（a=1），则有以下方法接成：

图4-21 双层叠绕组端视图

为方便看清接线，常用圆形简化接线图，如图4-22a所示。图中先画出12个极相组（符号），每个极相组的右边出线端表示下层出线端（称首端），左边出线端表示上层出线端（称尾端），12个极相组在圆周上按1、2、3……12依次排列（和实际嵌放次序一样）。

先确定各相绕组的出线首端，常有两种方法：

1）取极相组1、3、5的首端分别为U、V、W相的首端，称U₁、V₁、W₁。俗称1、3、5出线，如图4-20a所示。

2）或取极相组1的首端为U₁，极相组2的尾端为W₁，极相组3的首端为V₁。俗称1、2、3出线。如图4-22b所示。

各相的首端确定后，再找出各相的极相组。当第1个极相组定为某相后，每隔两个（第4个）即是该相的极相组。

本电动机的1、4、7、10个极相组为U相，3、6、9、12个极相组为V相，5、8、11、2个极相组为W相。

然后，将各相按“首—首”，“尾—尾”依次串联连接后，即得出U₂、V₂、W₂端。

若在图4-22a和图4-22b一路接法的圆形简化图中各相首端通一试验电流后，不难发现，各极相组电流方向均相反（图中电流箭头指向相反），这是一个重要规律。按此规律，即可顺利地在图4-22c和图4-22d图中接为2路或4路接线图。

图4-22 圆形简化接线图

以图4-22c两路接线为例说明接法：如前一样确定各相的极相组，并标出各极相组的电流方向（各组电流方向相反）。每相4个极相组中，相邻的两个为一路，按电流的方向依次串联，然后再按电流方向将两路并联，得出该相的首、尾端。

图4-22d中的4路接法将每相的4个极相组按电流方向并联成4条支路后，即可确定各相的首、尾端。

依照上述接线规律，对多极多路电动机绕组接线前，最好画出它们的圆形简化接线图，再按图形联接实际的电动机绕组。这样可避免接线错误。此外，在确定各相的首、尾端时，尽可能使它们离电动机的出线盒近一些，防止出线端部过长。