单相异步电动机定子上的正弦绕组优化：如何设计？

为了改善单相异步电动机的电气性能，节省材料，且嵌放方便，它的定子绕组大多采用了正弦绕组。所谓正弦绕组，其布线形式亦为同心式，但各线圈安排的匝数不同，是按正弦规律布线的。这样，能有效的抑制了单相电动机内3、5、7次谐波磁场。

1.正弦绕组的安排类型

正弦绕组每极线圈的安排类型有A类和B类两种。

（1）A类安排

如图6-3a所示，同心线圈组中最大线圈的节距等于极距，因此相邻两组的大线圈将重迭于一个槽，该槽为双层线圈，线圈匝数等于该槽分配匝数的一半。在每极线圈相等的条件下，A类安排的绕组系数稍高，且电气性能稍优，但工艺性略差。

图6-3 单相正弦绕组的安排类型

a）A类安排 b）B类安排

（2）B类安排

如图6-3b所示，最大线圈的节距小于极距1槽，同相相邻两组没有重叠线圈，故工艺性好。但绕组系数和电气性能稍差。

2.正弦绕组的布线

正弦绕组的主副绕组占槽没有普通单层绕组的固定比例，而是根据设计需要而选择不同的布线方案。

图6-4 正弦绕组的满圈布线

（1）满圈布线

满圈是一相绕组每极线圈数等于每极槽数，满圈布线使正弦绕组成双层形式。如图6-4所示。满圈正弦绕组能使电动机的磁场在气隙中获得较完整的正弦布线，从而改善电动机的电气性能，但绕组系数较低，电动机的用铜量增加。

（2）缺圈布线

当一相绕组每极线圈小于每极槽数时称为缺圈布线。缺圈数无规定，但缺圈增多则绕组系数也提高，而电气性能随之下降。通常，为使线圈更有效地发挥电磁效能，所缺线圈应从小线圈减除。这时，缺圈正弦绕组则成为线圈不等匝的单双层混合结构，而缺圈越多，则绕组中的单层线圈越多。图6-5所示为缺圈布线的一例。

（3）主、副绕组的布线

图6-5 正弦绕组的缺圈布线

正弦绕组的主、副绕组可根据设计而选用A类或B类安排，也可根据电动机性能而选用满圈或缺圈。但将电动机修理重绕时，要按原来的布线形式，不宜改动。主副绕组在空间的安排也必须满足互差90°电角度的要求，见图6-4和图6-5。至于每相的进线从每极同心线圈组的大圈或小圈引出，则遵从各人的操作习惯。本书采用的大众习惯是由大线圈进线。

3.正弦绕组的线圈匝数分配(www.xing528.com)

正弦绕组每极（主或副绕组）匝数是根据定子电磁参数确定的，与一般单相电动机的算法基本相同。

若电动机的主绕组每极总匝数为W_mp，导线截面积为S_m

则电动机的副绕组每极总匝数W_np和导线截面积S_n为

电阻分相起动和电容分相起动式：W_np=（0.5～0.7）W_mp

S_n=（0.5～0.25）S_m

电容运转式：

W_np=（1～1.3）W_mp

当每极总匝数W_mp和W_np确定后，通常采用下列方法来确定各线圈的匝数分配。

查阅布线方案表，各线圈所分配的匝数可由下式算出

W_y=K_y·W_p

式中 W_y——节距为y的线圈匝数；

W_p——正弦绕组的每极匝数；

K_y——每极线圈分布匝比。

选择布线方案见表6-2。

【例6-1】 某电容运转电动机Q=24槽，2p=4，主绕组每极匝数W_mp=209匝，试算出主绕组每极线圈的匝数分配。

解：计算每极槽数，每极所占槽数实质为极距，故：槽

查表6-2，选用方案4，布线类型为3A，绕组系数K_W=0.804，各线圈匝数比K₁=26.8%，K₂=46.4%，K₃=26.8%。

这样，线圈y=1-7的匝数W_1-7=K₁W_mp=0.268×209=56匝

线圈y=2-6的匝数W_2-6=K₂W_mp=0.464×209=97匝

线圈y=3-5的匝数W_3-5=K₃W_mp=0.268×209=56匝