4.1 三相双层链式绕组布线接线图

双层链式绕组简称双链绕组,其端部结构与双层叠式绕组相同,但每组只有一只线圈,是由双层叠式绕组分化出来的特殊型式。这种绕组出现较早,但规格不多,通常都将其归纳到双叠绕组,但近年有所发展,故将其独立成一节内容予以介绍。

一、绕组参数

1)极相槽数 q=1

2)绕组系数 因绕组分布系数 Kd=1,故双链绕组系数由下式计算:

其余参数与双叠绕组相同,可参考第1章所述。

二、绕组特点

1)双链绕组是整数槽绕组,即q=1,而每组线圈数S=q=1;

2)双链绕组为显极布线,每相线圈组数等于极数,即u=2p

3)线圈规格单一,而且节距较短,绕组嵌线和绕制都较方便;

4)绕组为双层布线,线圈数比单层多一倍,接线较单层困难,故推荐选用线圈连绕工艺。

三、绕组嵌线

绕组采用交叠法嵌线,吊边数为y。嵌线操作与双叠绕组相同,即嵌一槽(边)往后退,再嵌一槽(边)再后退,嵌完y边可整嵌,嵌完下层嵌吊边。

四、绕组接线规律

双链绕组均是显极布线,故接线与双叠绕组相同,即串联时“尾与尾”或“头与头”相接,即必须确保同相相邻线圈(组)的极性相反。

4.1.1 12槽4极(y=2)双层链式绕组

图 4.1.1

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=12

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=4

极相槽数 q=1

分布系数 Kd=1

总线圈数 Q=12

绕组极距 τ=3

节距系数 Kp=0.866

线圈组数 u=12

线圈节距 y=2

绕组系数 Kdp=0.866

2.嵌线方法 绕组采用交叠法嵌线,吊边数为2。嵌线顺序见表4.1.1。

表4.1.1 交叠法

3.绕组特点与应用 本例绕组采用短节距布线,有利于削减高次谐波成分以提高电机的运行性能;但由于定子槽数少,绕组极距较短,缩短节距后的绕组系数较低。此绕组应用较少,主要实例有FTA3-5配电仪表盘用排风扇。

4.1.2 12槽4极(y=3)双层链式绕组

图 4.1.2

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=12

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=4

极相槽数 q=1

分布系数 Kd=1.0

总线圈数 Q=12

绕组极距 τ=3

节距系数 Kp=1.0

线圈组数 u=12

线圈节距 y=3

绕组系数 Kdp=1

2.嵌线方法 本例采用交叠法嵌线,吊边数为3。嵌线顺序见表4.1.2。

表4.1.2 交叠法

3.绕组特点与应用 绕组线圈数较少,每组仅有一个线圈,每相由4个线圈按反极性串联构成,一般可采用同相连绕。但由于小功率电机定子内腔小,又采用全距线圈,故嵌线相对困难,一般极少应用。主要应用实例有AO2-4524等三相异步电动机。

4.1.3 18槽6极(y=3)双层链式绕组

图 4.1.3

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=18

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=6

极相槽数 q=1

线圈节距 y=3

总线圈数 Q=18

绕组极距 τ=3

绕组系数 Kdp=1

线圈组数 u=18

每槽电角 α=60°

2.嵌线方法 绕组采用交叠法嵌线,吊边数为3。嵌线顺序见表4.1.3。

表4.1.3 交叠法

3.绕组特点与应用 18槽绕6极,则每极相槽数为1,绕制双层自然构成链式,即每组仅为1圈,每相由6个线圈(组)按相邻线圈反极性串联而成。18槽属小功率电动机,实际应用不多,仅见用于500FTA-7型排风扇电动机。

4.1.4 24槽8极(y=3)双层链式绕组

图 4.1.4

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=24

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=8

极相槽数 q=1

线圈节距 y=3

总线圈数 Q=24

绕组极距 τ=3

绕组系数 Kdp=1

线圈组数 u=24

每槽电角 α=60°

2.嵌线方法 绕组为双层,端部呈交叠状,故宜用交叠法嵌线,吊边数为3。嵌线顺序见表4.1.4。

表4.1.4 交叠法

3.绕组特点与应用 本例为显极布线,每相由8个线圈组成,并按正反极性串联构成8极。此绕组在系列产品中无应用实例,曾在24槽改绕8极中使用。

4.1.5 36槽12极(y=2)双层链式绕组

图 4.1.5

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=36

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=12

极相槽数 q=1

分布系数 Kd=1.0

总线圈数 Q=36

绕组极距 τ=3

节距系数 Kp=0.866

线圈组数 u=36

线圈节距 y=2

绕组系数 Kdp=0.866

2.嵌线方法 绕组采用交叠法嵌线,吊边数仅为2,嵌线较方便。嵌线顺序见表4.1.5。

表4.1.5 交叠法

3.绕组特点与应用 绕组每组只有一只线圈,故又称双链(双层链式)绕组,是双叠绕组的特殊型式。主要应用于辊道用异步电动机,实例有JG2-42-12等。

4.1.6 45槽16极(y=3、q=15/16)双层链式绕组

图 4.1.6

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=45

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=16

极相槽数 q=15/16

线圈节距 y=3

总线圈数 Q=45

绕组极距 τ=

绕组系数 Kdp=0.996

线圈组数 u=45

每槽电角 α=64°

2.嵌线方法 绕组属双层叠绕,故采用交叠法嵌线,即嵌入一槽向后退,再嵌一槽再后退,吊起3边后进行整嵌。嵌线顺序可参考双叠绕组。

3.绕组特点与应用 绕组每极相槽数q=15/16,即用15个线圈形成16极绕组,属q<1的分数槽绕组。这有悖相绕组正常的构成规律。其原理可用如例图的24槽8极的一相绕组来解释。

例图

当某瞬间U1为正时,各槽线圈的电流方向(设—流入,—流出)和它所产生的磁场极性如图所示,即每相由8槽(线圈)产生8极。如果将图中槽10—13的线圈去掉,接线改为虚线所示,则槽10上层边和槽13下层边依然保持原来极性不变,故它仍能构成8极。由此可见,每相少一槽(线圈)仍可形成原有极数。那么,拿掉的这个线圈就称“0”线圈,而0线圈造成的缺口虽磁场变弱,但极性不变。因此,同理也可将0线圈的缺口安排在一相最后一只线圈,如本例图中双圆有效边的位置;同时,为了使三相绕组结构和接线相同,本例特将3个缺口安排在定子圆周相距120°的对称位置上,这样可使三相对称平衡,减少振动和噪声。此外,这种绕组结构即使在少极数中能构成,也不宜采用,否则会使振动和噪声很大,甚至转不起来。应用实例有 JG2-52-16异步电动机。

4.1.7 48槽16极(y=3)双层链式绕组

图 4.1.7

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=48

极相槽数 q=1

分布系数 Kd=1

电机极数 2p=16

绕组极距 τ=3

节距系数 Kp=1

总线圈数 Q=48

每槽电角 α=60°

绕组系数 Kdp=1

线圈组数 u=48

并联路数 a=1

每组圈数 S=1

线圈节距 y=1—4

2.嵌线方法 绕组采用交叠法嵌线,吊边数为3。嵌线顺序见表4.1.7。

表4.1.7 交叠法

3.绕组特点与应用 绕组每个线圈组仅有一只线圈,是双层叠式绕组的特殊型式。虽然线圈较多,但由于节距较短,交叠嵌线仅吊3边,故嵌线不会困难。绕组采用显极布线,即同相相邻线圈必须反极性串联。为减少繁琐的接线,通常将每相16个线圈分别连绕,然后按要求嵌入相应槽内。此绕组采用联结,故引出线仅3根。绕组应用于YCT大号的交流测速发电机定子。

4.1.8 54槽20极(y=3、q=9/10)双层链式绕组

图 4.1.8

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=54

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=20

极相槽数 q=9/10

线圈节距 y=3

总线圈数 Q=54

绕组极距 τ=

绕组系数 Kdp=0.996

线圈组数 u=54

每槽电角 α=66.7°

2.嵌线方法 本例虽属双链绕组的特殊型式,但其嵌线仍与双链嵌法相同,即采用交叠法嵌线,需吊边数为3。详细嵌法可参考双叠绕组。

3.绕组特点与应用 由4.1.6节例图可见,由于每相要减少一槽,故把0线圈的缺口安排在最后一个线圈,如图4.1.6所示。这时可见,虚拟中的0线圈(如U相的槽44—46)节距要比正常节距少一槽,即y0=y-1=2槽。所以,每个0线圈缺口可削减一槽。本例结构特点与上例基本相同,它以每相18槽安排20极绕组,因此,每相应有两个0线圈缺口以削减两槽,而且需安排在定子的对称位置。绕组接线是逐相连接,同相相邻线圈应反极性,但由于0线圈被跳过,故缺口两边的同相线圈则要顺接串联,即同极性连接,如图4.1.8中虚线所示。本例三相绕组结构和接线相同,为了使三相对称平衡,三相对应的缺口应互差120°安排在定子圆周,故其三相进线就不必拘泥于互差120°电角度,而应按照图4.1.8安排。此绕组主要应用于JG2-72-20型辊道用电动机。

4.1.9 72槽24极(y=3)双层链式绕组

图 4.1.9

1.绕组结构参数

定子槽数 Z=72

每组圈数 S=1

并联路数 a=1

电机极数 2p=24

极相槽数 q=1

分布系数 Kd=1.0

总线圈数 Q=72

绕组极距 τ=3

节距系数 Kp=1.0

线圈组数 u=72

线圈节距 y=3

绕组系数 Kdp=1.0

2.嵌线方法 采用交叠法嵌线,吊边数为3。嵌线顺序见表4.1.9。

表4.1.9 交叠法

3.绕组特点与应用 本例绕组每极相只有1槽,且无法采用短距线圈,故形成具有特殊型式的双层叠式绕组,即每个线圈组只有1个线圈如链相扣,故又称双层链式绕组。在单相电动机中常有应用,而三相电动机中仅有数例,应用于24/6极电梯配套,作为减速平层停车用的24极绕组,而且实际接线时均将U2、V2、W2在内部连接成星点,引出线仅3根。