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电机定子生产线
电机定子绕组接线指南
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-02-29 22:37:34 浏览:3

  当我们要设计一款电机时,肯定躲不开要设计电机定子的绕组形式,但是初学电机设计会被绕组的繁杂形式搞得头晕眼花,

  不急,绕组形式虽然复杂,但是有共通的原理和方法,只要掌握了方法,就可以依葫芦画瓢分析所有绕组,包教包会,各位客官请听我娓娓道来!

  为了避免旋转过程中速度不平稳和输出转矩波动的情况,定子的三相绕组必须使U、V、W三相的合成电动势的相位差为120°,这样才能使旋转磁场的方向匀速转动并保持场强恒定。至于为什么是这样的,我们可以从三相交流电的来源进行理解,三相交流电本身就是源自转子匀速旋转切割磁感线产生的感应电势,电动机只是发电机的“逆向”过程。为了形象理解三相电的合成情况,可以参考下面这张示意图:

  然后再来理解一下叠绕、同心绕组等等绕组的区别。首先我们需要理解一个线圈其实就是四根导体连在一起,两个槽内导体和两根端部导体,定子绕组中产生磁场的主要是槽内导体,而端部导体只起到连接槽内导体的作用,因此一般希望端部导体长度越短越好,这样可以减少端部用铜量。所以叠绕、同心绕法的区别仅仅是连接导体的方式不同而已,不同绕法的线圈装配难度、端部用铜量不同。

  好的,接下来跟大家分析一下设计绕组连接的方法。我们将每极每相槽数为整数的绕组称为整数槽绕组,每极每相槽数为分数的绕组称为分数槽绕组。为了简化问题,先对单层整数槽绕组进行说明,后面会解释单层绕组和双层绕组的区别。我们先以18槽6极的绕组为例讲解一下绕组设计方法。先计算每槽之间的物理角度\alpha=360/18=20°,因此每槽之间的电角度\beta=p*\alpha=3*20°=60°,我们对槽依次排序,1, 2......18,然后我们就可以画出定子槽的矢量星形图,如下图所示

  然后我们对矢量图进行60°相带划分(U, -U, V, -V, W, -W六个相带),如下图所示

  将U、V、W三相的电压矢量进行合成,可以得到如下图所示的三条等大相距120°角的三条合成电势矢量

  综上可知,1,7,13号槽的导体应正向连接U相电路,4,10,16号槽反接U相电路;V、W相同理。

  整数槽绕组的矢量图一般比较规整,而分数槽绕组的矢量图比较杂乱,但分析方法是一样的,每槽间物理角度\alpha=360/12=30°,每槽间电角度\beta=p\alpha=5*30=150°,每极每相槽数z=12/3/5=\frac{4}{5}为分数,下面展示了12槽10极绕组的星形矢量图以及60°相带划分情况。

  基于以上分析,分数槽绕组连接方式如下:1槽和6槽导体接U相电路正方向,7槽和12槽导体反接U相电路;V、W相同理。以上就是分析绕组连接的通用方法,就算是几十槽几十极的复杂绕组,依旧可以利用该方法进行分析,只是过程更麻烦一些。

  最后再介绍一下单层绕组和双层绕组的区别,双层绕组有上层绕组和下层绕组之分,相带在上层边和下层边分布不一定相同,常错开几个槽距,可形成短距线圈,使端部长度缩短,减少耗铜量,同时短距绕组比整距绕组产生更正弦的磁动势波形,削弱气隙磁密的谐波成分。同时若上下层只错开一个槽距,则可形成齿绕线圈,降低加工难度。

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