2.1 三相正弦双层布线绕组端面布接线图
本节是双层叠式布线的三相正弦绕组,其布线型式与普通三相叠绕组相同,即上、下层是以线圈有效边在槽中所处层次表示,而线圈号则用该线圈所处下层槽号代表线圈号。但由于三相正弦绕组是将普通绕组的60°相带分裂为角形和星形部分,故又称为30°相带绕组,从而构成不同相位的角形绕组和星形绕组,并在接线时分别连接,然后再根据要求接成内角星形()或内星角形()。
本节三相正弦绕组每例由双图组成,其中图(a)是接线示意简化图,属辅图,用于辅助和指导绕组的接线;图(b)是主图,采用潘氏画法的绕组端面布接线图。故本节共收入双层叠式布线三相正弦绕组14例,含布接线彩图28幅。
2.1.1 60槽4极(y=14、ay=ad=4)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=60 电机极数 2p=4
总线圈数 Q=60 绕组接法
线圈组数 u=24 绕组极距 τ=15
每组圈数 Sd=3 线圈节距 y=14
Sy=2 △联路数 ad=4
极相槽数 q=5 Y联路数 ay=4
△线圈数 Qd=36 Y线圈数 Qy=24
△极相槽 qd=3 Y极相槽 qy=2
每槽电角 α=12° 绕组系数 Kdpd=0.937
出线根数 c=3 Kdpy=0.973
(2)绕组布接线特点
本绕组为60槽定子,常用于功率大的电机,故多采用四路并联。每极相槽数为奇数(q=5),绕组采用不轮换排列,即qd=3、qy=2,角形部分每极多占1槽。双层叠绕嵌线吊边虽多至14,但一般定子的内腔都较大,嵌线难度不算大。线圈可用同尺寸线模绕制,角形部分线圈绕制三联组;星形部分线圈绕双联组。此外,由于qy<qd,星形部分槽满率较高,为满足嵌线工艺要求,可能会降低电机的出力。
(3)绕组改绕应用与换算
本绕组主要应用于如JO2-91-4等相类规格电动机的改绕。若正弦绕组仍按四路并联改绕时,改绕后各线圈数据可由下式确定:
星形 线圈匝数 Wy=0.625Ny
导线截面 A'y=0.85Ay
角形 线圈匝数 Wd=0.417Nd
导线截面 A'd=1.2Ad
式中,Ny、Nd、Ay、Ad由表2-1中公式计算。
(4)绕组端面布接线
如图2-1(a)、(b)所示。
图2-1 60槽4极(y=14、ay=ad=4)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.2 54槽6极(y=8、ay=ad=3)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=54 电机极数 2p=6
总线圈数 Q=54 绕组接法
线圈组数 u=36 绕组极距 τ=9
每组圈数 Sd=1、2 线圈节距 y=8
Sy=2、1 △联路数 ad=3
极相槽数 q=3 Y联路数 ay=3
△线圈数 Qd=27 Y线圈数 Qy=27
△极相槽 Y极相槽
每槽电角 α=20° 绕组系数 Kdpd=0.96
出线根数 c=3 Kdpy=0.96
(2)绕组布接线特点
本例主要用于容量较大的电动机,每极相槽为奇数(q=3),即原绕组每极相有3只线圈,故可将其分裂成单、双圈二组,并按1212规律交替轮换分布。由于极数较多,故其分组也多,使改绕后的接线很烦琐。
(3)绕组改绕应用与换算
本绕组是由湖南杨师傅实修电机所提供资料绘制而成。应用实例有FVX180L-6。也可用于JO2L-62-6等电动机改绕,改绕的基本参数Ny、Nd和Ay、Ad由本章前述表2-1中公式计算,但线圈匝数由下式确定:
星形线圈匝数 Wy=Ny/2
角形线圈匝数 Wd=Nd/2
(4)绕组端面布接线
如图2-2(a)、(b)所示。
图2-2 54槽6极(y=8、ay=ad=3)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.3 54槽8极(y=6、ay=ad=2)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=54 电机极数 2p=8
总线圈数 Q=54 绕组接法
线圈组数 u=48 绕组极距
每组圈数 Sd=1 线圈节距 y=6
Sy=1、2 △联路数 ad=2
极相槽数 Y联路数 ay=2
△线圈数 Qd=24 Y线圈数 Qy=30
△极相槽 qd=1 Y极相槽
每槽电角 α=26.6° 绕组系数 Kdpd=0.985
出线根数 c=3 Kdpy=0.965
(2)绕组布接线特点
本例绕组为二路并联,双层叠式显极布线,常用于中等容量电动机。由于每极相槽数和每槽电角度均为分数,三相进线无法满足相距120°电角的要求,但对运行不致产生明显影响。此外,两套绕组占槽不等,即在每极距内的星形部分比角形多占1/4槽,为此,角形部分每只线圈为1组,而星形部分则采用分数线圈安排,每4组增加1只线圈,从而使每相中的八极绕组由8只单圈组和2只双圈组构成。
(3)绕组改绕应用与换算
正弦绕组基本参数Ny、Nd、Ay、Ad由前述表2-1中公式计算。本例qy≠qd,线圈匝数和导线截面积由下面确定:
星形 线圈匝数 Wy=0.45Ny
导线截面积 A'y=0.625Ay
角形 线圈匝数 Wd=0.563Nd
导线截面积 A'd=0.889Ad
(4)绕组端面布接线
如图2-3(a)、(b)所示。
图2-3 54槽8极(y=6、ay=ad=2)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.4 54槽8极(y=6、ad=ay=2)内星角形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=54 电机极数 2p=8
总线圈数 Q=54 绕组接法
线圈组数 u=48 绕组极距
每组圈数 Sd=1 线圈节距 y=6
Sy=1、2 △联路数 ad=2
极相槽数 Y联路数 ay=2
△线圈数 Qd=24 Y线圈数 Qy=30
△极相槽 qd=1 Y极相槽
每槽电角 α=26.6° 绕组系数 Kdpd=0.985
出线根数 c=3 Kdpy=0.965
(2)绕组布接线特点
54槽定子属小型电机中功率较大的电机,故常采用多路并联,但绕制八极绕组时极相占槽为分数,只能用二路并联,而线圈节距较短,嵌线吊边数不多,不存在嵌线困难的问题,故正弦绕组也采用双层叠绕。在显极绕组中,八极绕组每相共有8个极相组,角形部分均为单圈组;星形部分的8组中有2个双圈组,属两套绕组占槽比不等的正弦绕组,但双圈组对称分布于定子铁芯。线圈用同尺寸线模绕制,但两种线圈的匝数及线径都不同,嵌线时必须注意,勿使弄错。
(3)绕组改绕应用与换算
改绕是以相同并联路数(a=2)为基础进行换算。正弦绕组的基本参数Ny、Nd及Ay、Ad由表2-1中公式计算。因qd≠qy,故改绕后的线圈匝数和导线截面积要由下式确定。
星形 线圈匝数 Wy=0.45Ny
导线截面积 A'y=1.11Ay
角形 线圈匝数 Wd=0.563Nd
导线截面积 A'd=0.888Ad
(4)绕组端面布接线
如图2-4(a)、(b)所示。
图2-4 54槽8极(y=6、ad=ay=2)内星角形正弦绕组双层叠式布线
2.1.5 48槽4极(y=11、ad=ay=4)内星角形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=48 电机极数 2p=4
总线圈数 Q=48 绕组接法
线圈组数 u=24 绕组极距 τ=12
每组圈数 Sd=2 线圈节距 y=11
Sy=2 △联路数 ad=4
极相槽数 q=4 Y联路数 ay=4
△线圈数 Qd=24 Y线圈数 Qy=24
△极相槽 qd=2 Y极相槽 qy=2
每槽电角 α=15° 绕组系数 Kdpd=0.957
出线根数 c=3 Kdpy=0.957
(2)绕组布接线特点
48槽四路并联绕组在三相电动机中一般都属较大的中容量电动机。双层布线时嵌线吊边数为11,因其内腔较大,嵌线也并未显十分困难。改绕正弦后,两套绕组占槽相等,每组均由2只交叠线圈组成,且线圈由同一线模绕制,容易造成两种不同参数线圈混淆,故嵌线时要特别注意区分。
(3)绕组改绕应用与换算
本例绕组主要应用于JO2L-72-4等四路并联的电动机改绕。正弦绕组基本参数可由前述表2-1中公式计算;而本例ad=ay,改绕后的线圈匝数由下式确定:
星形 线圈匝数 Wy=Ny/2
角形 线圈匝数 Wd=Nd/2
(4)绕组端面布接线
如图2-5(a)、(b)所示。
图2-5 48槽4极(y=11、ad=ay=4)内星角形正弦绕组双层叠式布线
2.1.6 48槽4极(y=11、ay=ad=4)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=48 电机极数 2p=4
总线圈数 Q=48 绕组接法
线圈组数 u=24 绕组极距 τ=12
每组圈数 Sd=2 线圈节距 y=11
Sy=2 △联路数 ad=4
极相槽数 q=4 Y联路数 ay=4
△线圈数 Qd=24 Y线圈数 Qy=24
△极相槽 qd=2 Y极相槽 qy=15°
每槽电角 α=2 绕组系数 Kdpd=0.956
出线根数 c=3 Kdpy=0.956
(2)绕组布接线特点
本例绕组基本结构与上例是相同的,不同的是接线方式,即上例是接法,本例则改用接法。无论从工艺性和技术性能来说两种接法都一样,但若三相不平衡,则形接法就可能产生环流而使电动机运行性能变差。就这点而言则本例优于上例。
(3)绕组改绕应用与换算
本例绕组应用于如JO3-250S-4等四路并联的电动机改绕。正弦绕组基本参数计算可参考前述表2-1。而本例ay=ad,改绕后的线圈匝数由下式确定:
星形 线圈匝数 Wy=Ny/2
角形 线圈匝数 Wd=Nd/2
(4)绕组端面布接线
如图2-6(a)、(b)所示。
图2-6 48槽4极(y=11、ay=ad=4)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.7 42槽2极(y=14、ay=ad=2)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=42 电机极数 2p=2
总线圈数 Q=42 绕组接法
线圈组数 u=12 绕组极距 τ=21
每组圈数 Sd=4 线圈节距 y=14
Sy=3 △联路数 ad=2
极相槽数 q=7 Y联路数 ay=2
△线圈数 Qd=24 Y线圈数 Qy=18
△极相槽 qd=4 Y极相槽 qy=3
每槽电角 α=8.57° 绕组系数 Kdpd=0.818
出线根数 c=3 Kdpy=0.84
(2)绕组布接线特点
本例采用双层叠式布线,线圈选用节距较小,故嵌线吊边数也较少,即工艺性较优。而布线上采用两套绕组占槽不等,即角形每组4圈,星形每组3圈,故属4、3圈轮换排列。绕组是二路并联,即同相仅有两组线圈,接线时反极性并联。由于每槽所占电角度为分数,星角两套绕组互差不等于30°相位,但相差极微,不致影响正弦绕组性能。
(3)绕组改绕应用与换算
本例应用于JO2-91-2、JO2L-92-2等二路并联的电动机改绕正弦绕组,改绕后参数由本章前述表2-1中公式计算。由于qy≠qd,故线圈匝数和导线应重新确定:
星形 线圈匝数 Wy=0.583Ny
导线截面 =0.857Ay
角形 线圈匝数 Wd=0.438Nd
导线截面 =1.143Ad
(4)绕组端面布接线
如图2-7(a)、(b)所示。
图2-7 42槽2极(y=14、ay=ad=2)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.8 42槽2极(y=19、ay=ad=2)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=42 电机极数 2p=2
总线圈数 Q=42 绕组接法
线圈组数 u=12 绕组极距 τ=21
每组圈数 Sd=4 线圈节距 y=19
Sy=3 △联路数 ad=2
极相槽数 q=7 Y联路数 ay=2
△线圈数 Qd=24 Y线圈数 Qy=18
△极相槽 qd=4 Y极相槽 qy=3
每槽电角 α=8.57° 绕组系数 Kdpd=0.935
出线根数 c=3 Kdpy=0.96
(2)绕组布接线特点
本例双叠绕组选用较大的节距,故绕组系数较高,但线圈跨距大,使嵌线显得困难。两套绕组占槽不等,正弦绕组采用不轮换排列;角形部分每组4圈,星形部分每组3圈,比角形部分少占1槽。同套绕组中每相仅两线圈组,采用二路并联时用反方向接线则显得较为方便。但由于每槽所占电角度为分度数,虽两套绕组互差不等于30°,但相差极微,不致造成不良影响。
(3)绕组改绕应用与换算
本例应用于Y280S-2等二路并联的改绕,正弦绕组参数计算可参考本章前述表2-1。而qy≠qd,故改绕后线圈匝数及导线应重新确定:
星形 线圈匝数 Wy=0.583Ny
导线截面
角形 线圈匝数 Wd=0.438Nd
导线截面
(4)绕组端面布接线
如图2-8(a)、(b)所示。
图2-8 42槽2极(y=19、ay=ad=2)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.9 36槽2极(y=17、ay=ad=1)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=36 电机极数 2p=2
总线圈数 Q=36 绕组接法
线圈组数 u=12 绕组极距 τ=18
每组圈数 Sd=3 线圈节距 y=17
Sy=3 △联路数 ad=1
极相槽数 q=6 Y联路数 ay=1
△线圈数 Qd=18 Y线圈数 Qy=18
△极相槽 qd=3 Y极相槽 qy=3
每槽电角 α=10° 绕组系数 Kdpd=0.96
出线根数 c=3 Kdpy=0.96
(2)绕组布接线特点
本例是双层叠式显极布线,两套绕组占槽相等,每组均由3只线圈组成,线圈由同尺寸线模绕制,但两套绕组的线圈参数不同。线圈端部排列整齐、美观;但线圈跨距大,嵌线吊边数多达17,嵌线较困难。
(3)绕组改绕应用与换算
本绕组应用于如JO2-72-2等双层绕组或JO3-180M1-2等单层绕组一路接线电动机改绕正弦。基本参数由表2-1中公式计算。线圈匝数由下式确定
星形 线圈匝数 Wy=0.5Ny
角形 线圈匝数 Wd=0.5Nd
(4)绕组端面布接线
如图2-9(a)、(b)所示。
图2-9 36槽2极(y=17、ay=ad=1)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.10 36槽2极(y=17、ad=ay=1)内星角形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=36 电机极数 2p=2
总线圈数 Q=36 绕组接法
线圈组数 u=12 绕组极距 τ=18
每组圈数 Sd=3 线圈节距 y=17
Sy=3 △联路数 ad=1
极相槽数 q=6 Y联路数 ay=1
△线圈数 Qd=18 Y线圈数 Qy=18
△极相槽 qd=3 Y极相槽 qy=3
每槽电角 α=10° 绕组系数 Kdpd=0.956
出线根数 c=3 Kdpy=0.956
(2)绕组布接线特点
本例结构与上例相同,都采用双层叠绕显极布线,且星、角两套绕组占槽也相等,即每组均由3只线圈组成,但星、角线圈匝数不等而尺寸相同。与上例不同的是本例为形接法。本绕组可用于单层改双层,改用双层则可使绕组排列整齐,端部美观;但大跨距造成吊边数多达17个,给嵌线造成困难。
(3)绕组改绕应用与换算
本例应用于一路串联接线的电动机改绕正弦绕组,基本参数由前述
表2-1中公式计算,而qd=qy,改绕后线径选取仍由前面计算决定,但线圈匝数必须重算:
星形 线圈匝数 Wy=0.5Ny
角形 线圈匝数 Wd=0.5Nd
(4)绕组端面布接线
如图2-10(a)、(b)所示。
图2-10 36槽2极(y=17、ad=ay=1)内星角形正弦绕组双层叠式布线
2.1.11 36槽4极(y=8、ad=ay=1、qd=qy)内星角形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=36 电机极数 2p=4
总线圈数 Q=36 绕组接法
线圈组数 u=24 绕组极距 τ=9
每组圈数 Sd=2、1 线圈节距 y=8
Sy=1、2 △联路数 ad=1
极相槽数 q=3 Y联路数 ay=1
△线圈数 Qd=18 Y线圈数 Qy=18
△极相槽 Y极相槽
每槽电角 α=20° 绕组系数 Kdpd=0.96
出线根数 c=3 Kdpy=0.96
(2)绕组布接线特点
本例采用双层叠式显极布线,两套绕组占槽相等,即占槽比i=1,但由于每极相占槽数为奇数(q=3),则每组线圈为分数(Sd=Sy=),故线圈安排轮换排列,如在第1极距内角形部分比星形多占1槽,第2极则少占1槽,从而形成角形线圈按2121,而星形按1212的规律分布。但线圈节距相同,可用同规格线模绕制。嵌线吊边数为8,从第9只线圈开始整嵌;线圈数量多,嵌绕较耗工时。
(3)绕组改绕应用与换算
本绕组宜用于JO-72-4等一路接法的双层绕组的改绕。正弦绕组基本参数由表2-1中公式计算,而本例qd=qy,故改绕后线圈匝数由下式确定:
星形 线圈匝数 Wy=0.5Ny
角形 线圈匝数 Wd=0.5Nd
(4)绕组端面布接线
如图2-11(a)、(b)所示。
图2-11 36槽4极(y=8、ad=ay=1、qd=qy)内星角形正弦绕组双层叠式布线
2.1.12 36槽4极(y=8、ad=ay=1、qd≠qy)内星角形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=36 电机极数 2p=4
总线圈数 Q=36 绕组接法
线圈组数 u=24 绕组极距 τ=9
每组圈数 Sd=2 线圈节距 y=8
Sy=1 △联路数 ad=1
极相槽数 q=3 Y联路数 ay=1
△线圈数 Qd=24 Y线圈数 Qy=12
△极相槽 qd=2 Y极相槽 qy=1
每槽电角 α=20° 绕组系数 Kdpd=0.926
出线根数 c=3 Kdpy=0.985
(2)绕组布接线特点
本绕组每极相槽数也是奇数(q=3),与上例不同的是两套绕组采用不同的占槽,即i≠1;角形部分占总槽数的2/3,星形部分仅占1/3;角形绕组每组线圈数为2,星形时每组只有1只线圈,故无需交替轮换安排,但两套绕组相位差仍保持30°相角。此外,由于两套绕组占槽比过大,会造成槽满率相差过大而使改绕后功率减少较多,电机铁芯不能充分利用而造成浪费。本例仅作为q=奇数,正弦绕组不轮换排列的示例。
(3)绕组改绕应用与换算
本绕组可用于JO-72-4等一路接线的电动机改绕,正弦绕组参数由
表2-1中公式计算;而qd≠qy,故改绕后线圈数据由下式确定:
星形 线圈匝数 Wy=0.75Ny
导线截面
角形 线圈匝数 Wd=0.375Nd
导线截面
(4)绕组端面布接线
如图2-12(a)、(b)所示。
图2-12 36槽4极(y=8、ad=ay=1、qd≠qy)内星角形正弦绕组双层叠式布线
2.1.13 36槽4极(y=8、ay=ad=1)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=36 电机极数 2p=4
总线圈数 Q=36 绕组接法
线圈组数 u=24 绕组极距 τ=9
每组圈数 Sd=2、1 线圈节距 y=8
Sy=1、2 △联路数 ad=1
极相槽数 q=3 Y联路数 ay=1
△线圈数 Qd=18 Y线圈数 Qy=18
△极相槽 Y极相槽
每槽电角 α=20° 绕组系数 Kdpd=0.96
出线根数 c=3 Kdpy=0.96
(2)绕组布接线特点
本绕组是双层叠式显极布线,每极相槽数为奇数(q=3),改绕正弦绕组后,两套绕组极相占槽为分数,线圈组为不等圈安排,即每相为单双圈轮换分布,使两套绕组的线圈数目相等。但每一极距范围内两套绕组共占3槽,本例采用第1极下角形占2槽,星形占1槽,第2极则反之,角形占1槽而星形占2槽,余者类推。
(3)绕组改绕应用与换算
本例绕组应用于如Y-160L-4等原绕组为一路接线的电动机改绕。改绕后正弦参数由表2-1中公式计算。因两套绕组支路数相同(ay=ad)且线圈数相同,故改绕后导线截面积从上计算,而线圈匝数由下式确定:
星形 线圈匝数 Wy=0.5Ny
角形 线圈匝数 Wd=0.5Nd
(4)绕组端面布接线
如图2-13(a)、(b)所示。
图2-13 36槽4极(y=8、ay=ad=1)内角星形正弦绕组双层叠式布线
2.1.14 36槽4极(y=8、ay=2、ad=1)内角星形正弦绕组双层叠式布线
(1)绕组结构参数
定子槽数 Z=36 电机极数 2p=4
总线圈数 Q=36 绕组接法
线圈组数 u=24 绕组极距 τ=9
每组圈数 Sd=2、1 线圈节距 y=8
Sy=1、2 △联路数 ad=1
极相槽数 q=3 Y联路数 ay=2
△线圈数 Qd=18 Y线圈数 Qy=18
△极相槽 Y极相槽
每槽电角 α=20° 绕组系数 Kdpd=0.96
出线根数 c=3 Kdpy=0.96
(2)绕组布接线特点
本例星形和角形两部分绕组采用并联路数不等(ay≠ad)的接线方式,但两部分的线圈数仍是相等的,如图2-14(a)所示。在线圈安排上,由于,即两部分绕组极相槽为分数,归纳后构成单、双圈,故采用1212或2121的轮换排列分布。此绕组虽用轮换排列,但接线较为简练而工艺性尚好,且对高次谐波有较强的抑制效果。
(3)绕组改绕应用与换算
本例适用于一路接法的原绕组改绕。正弦绕组基本参数由表2-1中公式计算。改绕后线圈参数由下式确定:
星形 线圈匝数 Wy=Ny
导线截面
角形 线圈匝数 Wd=Nd/2
导线截面
(4)绕组端面布接线
如图2-14(a)、(b)所示。
图2-14 36槽4极(y=8、ay=2、ad=1)内角星形正弦绕组双层叠式布线