对整数槽绕组（即每极每相槽数q为整数的绕组）及其电动势分析表明，当采用短距和分布绕组时能改善电动势波形。在大容量低速电机（如水轮发电机）中，极数很多，由于槽数的限制，每极每相槽数q不可能太多。这时，若采用较小的整数q值，一方面不能利用分布效应来削弱由于磁极磁场的非正弦分布所感应的谐波电动势，另一方面也使齿谐波电动势的次数较低而幅值较大。在这种情况下，若采用每极每相槽数q等于分数的绕组，即分数槽绕组，便能得到较好的电动势波形。在分数绕组中 式中k为整数，c/d为不可约的分数，m为相数。 事实上，每相在每相极下所占的槽数只能是整数，不能是分数。分数槽绕组实际上是每相在每极下所占的槽数不相等，有的极下多一槽，有的极下少一个槽，而q是一个平均值。例如一台三相电机，Z＝30，2P＝4，每极每相槽数 是指在两个磁极下面每相占5个槽，即实际的分布情况是在一对磁极下面，N极下占3个槽，S极下占2个槽，平均起来每相在每个磁极下占5/2个槽。 如同整数槽绕组一样，分数槽绕组也分双层和单层绕组、叠绕组和波绕组，具体的连接规律请参阅相关教材。 |
所谓交流电机的波绕组就是任何两个串联线圈沿线制方向象波浪似地前进。其主要特点是一个线圈和相邻同性磁极下的线圈相串联。我们用合成节距y来表征波绕组的连接规律，合成节距y是指每串联一个线圈时，绕组沿绕制方向前进了多少槽。由于波绕组是依次把同极性下的线圈串联起来，每次前进约对极距（ 但当合成节距这样选择时，在绕组串联p个线圈（沿定子绕了一周）后，绕组将回到原来出发的槽号而自行闭合。也就无法将属于同一相的线圈连接起来，为了把所有属于同一相的线圈全部连接起来，每绕完一圈之后，必须人为地前进或后退一个槽，才能使绕组继续地绕下去。下面用具体例子来说明。 绘波绕组展开时，应确定线圈的各种节距，设选合成节距 3＋18＝21 21＋18－36－1＝2 2＋18＝20 20＋18－36－1＝1 1＋18＝19 同样，将属于A相N极下的线圈串联 12＋18＝30 30＋18－36－1＝11 11＋18＝29 29＋18－36－1＝10 10＋18＝28 将这两个线圈组串联起来： 图三相双层波绕组的展开图（A相） 从此可见，当波绕组采用 在整数槽绕组中，无论是叠绕组还是波绕组，每相可能的Zui大并联支路数都是 4个线圈组的电动势大小相等，相位相同，可以并联成四条支路。 波绕组的优点是可以减少绕圈组之间的连接线，故多用在水轮发电机的定子绕组和感应电机的绕线型转子绕组中。波绕组的线圈一般是单匝的，此时短距不能减少端接部分用铜量，因为合成节距 |
所谓交流电机的叠绕组，就是任何两个相邻的线圈都是Zui后一个叠在前一个的上面，将属于同一相的相邻线圈串联起来构成线圈组，再把线圈组串联与（或）并联的连接构成三相绕组。下面用一实例来说明。 例1 已知Z＝36，2p＝4，试绘制一个并联支路数a＝1的三相双层叠绕组展开图。 解 分析绕组的构成，一般可以遵循这样的步骤：①绘制槽电动势星形图；②由槽电动势星形图分相；③将属于同一相的导体连接起来，构成线圈组，再连接构成一相绕组。 （1）绘制槽电动势星形图 由于本例题的极对数、槽数与例4．1相同，故槽电动势星形图与图完全相同。 在双层绕组中，上层线圈边的电动势星形与槽电动势星形完成相同。下层线圈边的位置取决于线圈的节距。如果我们把各个线圈的上层边电动势矢量与下层边电动势矢量相减，使得各线圈的电动势矢量，它们也构成一个电动势星形，相邻两矢量间相位差也是 （2）分相 所谓分相，将槽中各导体分配到各相绕组中去。分相的原则是使每相电动势Zui大，且三相电动势对称，一般在槽电动势星形图中划分。为了使三相电动势相等，每相在每极下应占有相等的槽数。每极每相槽数 对于A相，由于q＝3，A相在每个极下应占有三槽。在第一对极距范围内，如果在S1极下将1、2、3三个槽划归A相，在旁边标以字母A，如图所示。为了使每相合成电动势Zui大，则应把N1极下的10、11、12三个槽也划归A相，标以字母X。类似地把第二对极距范围内的19、20、21和28、29、30等六个槽也划归A相。 为了使三相绕组对称，B相绕组的电动势应滞后A相电动势120°，由槽电动势星形图可知，7、8、9槽的合成电动势滞后1、2、3槽的合成电动势120°，则应7、8、9划分到B相绕组，同样16、17、18和25、26、27、34、35、36等槽也应划归B相。依次类推，13、14、15、22、23、24和31、32、33、4、5、6等槽应划归为C相。为清楚起见，现将分相结果列表如下： 表1 三相槽号（线圈）分配表（Z＝36，p＝2） 极对各相槽号AZBXCY第一对极1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，18第二对极19，20，2122，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，36上述分相的特点是把每极下的电枢表面分为三等分，每相占一等分，故称每一等分为一相带。这里因每一相带宽度相当于60°电角度，为60°相带。 除上述分相方法外，也可选1、2、3、4、5、6和19、20、21、22、23、24等12个槽作为A相，7、8、9、10、11、12和25、26、27、28、29、30作为B相，以及13、14、15、16、17、18和31、32、33、34、35、36作为C相，而得到一个三相对称的120°相带，但其合成电动势要比60°相带小，故除了单绕组变极电机外，一般都用60°相带的绕组。 同理，每一相带可取30°电角度。这时每对极下有12个相带，可以接成十二组，也可以接成六组，即把12个相带接成两个星形连接的三相绕组，两个星形之间彼此位移30°电角度。这种六相30°相带绕组称为六相双Y移30°绕组。一般用于超巨型汽轮发电机和带整流负载的同步发电机上。 （3）绘制绕组展开图 绘绕组展开图就是根据星形图上分相的结果，把属于各相的导体按一定的规律连接起来，组成三相绕组。绘制展开图时，把电枢从齿中心沿轴向剖开，展开一平面，磁极在上面，如图所示。编号的原则是线圈和线圈的上层边所在的槽编为同一号码。绘图时，上层边用实线表示，下层边用虚线表示。把展开图上的槽分为2p等分，根据右手定则，标出各槽内导体电动势的方向。选择线圈节距，以y1表示。电机极距为 以A相为例，根据图中A相所属的线圈矢量，把上层边的第一个极下的1、2、3三个线圈串联起来，（线圈1的尾与线圈2的头接在一起，余类推）构成一个线圈组。类似地，把在其他极下属于A相的10、11、12；19、20、21；28、29、30等线圈分别串联起来构成三个线圈组。这样，A相共有四个线圈组，如图所示。 图 三相双层绕组的展开图（A相） 从图4．7可见，每个线圈组的合成电动势大小相等，相位相同或故每个线圈组可以独立成为一条支路。这样，对每极每相整数槽双层叠绕组，如果电机有2P个磁极，每相便有2P个线圈组，2P个线圈组可并可串，每相Zui大并联支路数 各线圈组是串联还并联，视所选并联支路数 a）并联支路数 图 线圈组的串并连接 同理，根据槽电动势星形图上划分的B相和C相所属线圈矢量，按同样规律连接起来，便构成B相和C相绕组。 叠绕组的优点是短距时能节省端部用铜和便于得到较多的并联支路。缺点是线圈组之间的连接线较长，在多极电机中这些连接线用铜量很大。叠绕组的线圈一般为多匝线圈，主要用在10kW以上的中、小型同步电机和感应电机以及大型同步电机的定子绕组中。 |