交流电机交叉式绕组展开图连法分析

吴晓霞 申晓剑

（1. 山西煤炭职业技术学院，太原 030031；2. 山西春成煤矿勘察设计有限公司，太原 030045）

1 引言

三相异步电动机的定子绕组是按照一定的规律分布在定子铁心上，每一相有头有尾，三相绕组按一定的规律首尾连接，形成Y或∆接线。如果把三相绕组的头尾连接不正确，当接入三相交流电时，不仅会因为不能产生旋转磁场而导致电机不能正常运行，而且会导致绕组发热，甚至烧毁电机。因此通常情况下对绕组重新绕制后的电机需要进行定子的极性检查，以确保其连接的正确性。但是对中性点未引出的电机定子极性的判断往往比较复杂。本人长期在电机定子绕组大修的实训中总结出了不需要进行绕组极性判断且比较简便的嵌线方法。同时归纳出了这种嵌线方法对应的绕组展开图的画法。本文以三相36槽四极交叉式绕组为例介绍一下这种展开图的画法。

2 必要参数的计算[1]

极距：τ=36/(2×2)=9。

每极每相槽数：q= 36/(2×2×3)=3

槽距角：а=2×360°/36 =20°

3 画展开图

画出定子铁心展开后的36槽，并在槽上标号，如图1所示。

首先，按τ=9的宽度划分出各磁极的极距，并按N1-S1-N2-S2的规律排列四个磁极；再在每对磁极下按q=3的宽度划分出各相带，并按A-Z-B-X-C-Y……的规律标出各相带的名称。相带的划分结果如表1所示。由划分结果可以看出属于A、B、C各相绕组的槽号。

本文采用短距绕组节距y大=8，y小=7。很容易看出属A相绕组的槽中槽号差8的有2-10、3-11、20-28、21-29；差7的有12-19、30-1，先在这些槽中绘制各线圈，再把各线圈连接到一起。接线原则为：按N极面下各槽中电流方向向上，S极面下各槽电流方向向下的规律标出各槽中电流的瞬时方向，同时使A绕组的所有线圈串联且符合电流的瞬时方向。为方便大家看出各线圈的连接位置，本文全部采用单匝线圈且从1号槽引出A相绕组的首端A，从左到右依次联接各线圈，最终从28号槽引出A相绕组的尾端X。绘制结果如图1所示。

表1 三相36槽四极交流电机相带划分结果

图1 A相绕组展开图

绘制B相绕组时，以同样的方法放置各线圈。因为槽距角а为20°且三相绕组的首端要互差120°电角度[2]，所以B相首端从A相绕组的首端开始向后推6个槽，即从7号槽引出B相绕组的首端B，依然是从左到右按照接线原则依次连接各线圈，最终从34号槽引出B相绕组的尾端Y。绘制结果如图2所示。

图2 三相绕组展开图

绘制C相绕组时，依然以同样的方法放置各线圈，此时C相首端不要从B相首端开始向后推6个槽，而是从A相绕组的首端开始向前推6个槽，即从31号槽引出C相的首端C，且从右到左依次连接各线圈，这样最终从4号槽引出C相绕组的尾端Z。只有这样Z端才能位于A端和B端的中间，三相绕组的首尾端才能交替排列，绘制结果如图2所示。

4 嵌线规律及优点

按上述方法绘制的交叉式绕组展图下线规律为：①从1号槽开始，下一槽，空两槽下两槽；空一槽下一槽；再空两槽下两槽；空一槽下一槽；……；②吊把数等于每极每相槽数3；③相邻的两个大线圈为“首-尾”相连，大线圈与小线圈之间为“首-首”或“尾-尾”相连。

照图2绕组展开图嵌线方便可靠，不易出错，除此之外，还有一个显而易见的优点，即嵌好的三相绕组因各首、尾端相互间隔，从而省掉了绕组极性的判断端这一环节。六个头隔一个拿一个拧在一起即为Y型接法，按顺序两两拧在一起即为∆接法。

[1] 汤蕴璆,史乃等.电机学[M].北京:机械工业出版社, 2001:113-118.

[2] 邱正桃. 绘制定子绕组展开图应注意的几个问题[J].电机与控制应用,1984(2):56-57.