1.2　Y系列电动机的绕组

1.2.1　电动机绕组结构的概念与术语

本书电动机绕组采用笔者原创的端面模拟画法四色彩图。为使读者对绕组图的识别，下面特将有关绕组结构的基本概念和电工术语进行介绍。

（1）线圈、线圈组及其极性

电动机绕组的线圈形状如图1-1所示。它的直线部分嵌入槽内的是有效部分，通电后产生电磁感应，故称“有效边”。连接两个有效边的部分称“端部”。它是线圈伸出铁芯两端的部分。线圈两根引线从有效边引出，称“端线”。线圈形状有多种，至于选用那种并无限制规定，但习惯上对线圈节距很小，如吊扇的线圈（节距仅1、2槽），就常用图（c）的矩形线圈；若线圈节距很大，如2极电动机等多用图（b）的鼓形线圈；而中等节距则常用图（a）的菱形线圈。

Y系列基本属小型电动机，线圈是由绝缘导线按选定形状的模具绕制而成的基本元件。线圈可以是多匝也可单匝，其匝数是由定子铁芯电磁参数决定，所以，不同规格的电动机，线圈匝数是不同的，重绕修理时要根据电动机原始数据对照本书资料来确认进行，其中核算方法可参考化工版的《电机修理计算与应用》一书所述。

电动机绕组的线圈画法如图1-2所示。本书所用的端面模拟画法如图（d）所示，它的一只线圈由二圆一弧二引线构成，其中两小圆分别代表嵌入两槽中的有效边，弧线代表线圈端部，引线出自所在槽的线圈有效边。

线圈组是按同方向绕制而成多只线圈，如图1-3所示。其中图（a）画法用于绘制绕组平面展开图；图（c）是原理接线图画法，它主要用在绕组接线非常复杂时引导接线之用，如变极电动机绕组、三相正弦绕组及延边三角形启动绕组等采用作为辅图。图（d）俗称“方块图”，常用于三相电机绕组接线圆图。图（c）和图（d）的功能主要是指导绕组接线，而无法反映整个绕组线圈的安排状况。图（b）是本书采用的端面画法，它不但能指导接线，还能清晰地反映线圈（组）在铁芯槽内的层次安排。无论线圈或线圈组都有两根引接线，通常俗称为“线头”和“线尾”，或称“始端”和“末端”，其实它的头、尾，始、末都是人为假设的，当线圈（组）未嵌入定子铁芯槽之前，设定的头、尾并无实质性意义。线圈（组）嵌入后，可任意设某端为头，则另一端必定为尾。假设U1端为头，若设电流从U1流入如图1-3（a），则电流从尾端U2流出，这时可见，电流在线圈组的流向如上方箭头，是从左到右，这个电流方向就是线圈组的“极性”；我们再设这个方向为“正极性”，则图（a）、图（b）、图（c）、图（d）都呈正极性。如果电流方向改变而从尾端U2流入，显然，上方箭头就变成从右到左，即电流极性变反了，这就是“反极性”。由此可见，线圈组的头、尾端是设定的，不因电流方向而改变；但电流改变可使线圈组极性改变。

（2）单层绕组、双层绕组与线圈组的头尾设定

三相绕组的布线有单层和双层，还有部分单双层混合布线。单层绕组是每槽只安排一个有效边，如图1-4所示，端面图画法如图1-3（b）所示。单层绕组通常应用于功率较小的电动机，在Y系列中，中心距160mm及以下常用单层布线。单层绕组每只线圈两有效边各占1槽，因此它的线圈总数只有槽数的一半，如36槽的定子，无论绕制多少极数的电动机，其总线圈数都只有18只。双层绕组每槽要安排两个有效边，即1只线圈要占1槽（即两个半槽）如图1-5所示。所以，36槽双层绕组便有36只线圈。单双层绕组在Y系列正规产品中没有应用，本书从略。

根据习惯，在双层绕组中，通常都设线圈组的下层边引线为头端，上层边引线为尾端。单层绕组每槽只有一个有效边，槽中没有上下层之分，但是，当采用交叠法（吊边）嵌线时，先嵌入槽的线圈边将被后嵌边的端部压住，故将先嵌边称“沉边”；后嵌入的边称“浮边”，如图1-4（a）所示。另外，单层绕组有的是用不吊边的整嵌法布线，这时，如图1-4（b）所示，每组线圈呈平面分布，既无上、下层，也无沉、浮边；通常就习惯用方位定头、尾。即将线圈组置在定子下方时，线圈左侧边的引线为头，线圈右侧边引线为尾。

此外，线圈组一般由多只线圈连绕而成，但也可由一只线圈构成一组的，称为“单圈组”，如单层链式绕组即全由单圈组构成三相绕组。单圈组的头、尾区分也同上述。

（3）显极绕组、庶极绕组与相带宽度

①显极绕组　图1-6是一台具有明显凸极的单相电动机的定子，它属于单圈组，每极各有一只（组）线圈，当两（组）线圈如图尾与尾连接后，假定电流从U1进入；根据右手螺旋定则，两线圈产生磁场回路如图（a）中虚线所示，从而在凸极上形成S、N两个极性，则这台电动机是2极。这就是显极绕组。由此可见，显极绕组具有如下特征：

a.一相绕组中，线圈（组）数等于电机极数；

b.同相相邻线圈组接线规律是“尾与尾”或“头与头”相接，从而使相邻两组线圈极性相反；

c.同相线圈组间的分布是紧靠或相交的，如图1-6（b）所示。

②庶极绕组　图1-7是一台单相电动机，定子也由两个单圈组构成，但与图1-6比较，不同的是它的两线圈是“尾与头”相接；同样设电流从U1流入，由螺旋定则可知，两个凸极上都产生相同的S极性。由于同性相斥，使其磁路变成如图虚线所示，从而用两（组）线圈产生4极。这就是庶极绕组。庶极绕组有如下特征：

a.在一相绕组中，线圈组数等于极数的一半；

b.同相相邻线圈（组）接线是“尾与头”或“头与尾”相接，从而使相邻两（组）线圈极性相同；

c.同相线圈（组）间的分布如图1-7（b）所示，是隔开一个极距的。

③绕组相带与相带宽度　定子相绕组在每一磁极之下所含槽数，并以电角度表示的宽度称电动机绕组相带。它由下式计算

αs=αq（电角度）

式中　αs——相带宽度，（电角度）；

α——每槽电角度，α=180°×2p/Z，也可由各图例参数中直接查取；

q——电机绕组每极相槽数，q=Z/（2pm） ，或由各图例参数中直接查取；

Z——定子槽数；

2p——电机极数；

m——相数，m=3。

Y系列电动机基本都是显极布线，它的相带宽度均为60°，故又称60°相带绕组。因属系列的常规绕组，所以一般都不另作标明。120°相带是庶极绕组，在单速机中极少应用，主要用于变极电动机。在Y系列中仅有个别图，属于特例，所以所编著各图集均注明庶极。

（4）分数绕组

①分数槽绕组　分数槽绕组属双层叠式绕组的特例。一般而言，常规的大多数绕组都是每极相槽数q=整数的，即构成绕组的每组线圈数是相等的。但随着规格扩展，有时会出现不等圈的大、小线圈组，即其q=带分数，这就是分数槽绕组，简称分数绕组。例如，定子60槽绕制三相8极时，极相槽数q=60/（8×3）=2槽，双层绕组即每组2个线圈，而半个线圈是无法实施的，如要构成一相完整的绕组，通常是用归并法，将1/2圈加到一组，再把1/2圈减去后作为相邻的另一组。这时，8极电机就由线圈组3—2—3—2—3—2构成一相绕组。绕组实例如图5-21所示。由于分数槽绕组可以抑制齿谐波对电动机磁场的干扰，从而得到较多的应用，所以目前也不再将其列为特殊型式。

此外，分数槽q值的带分数常用1/2，但也有用其他值，但在定子的安排都必须对称，而通常都有现成的分布规律，这属设计问题，这里不作讨论了。

②分数圈绕组　分数圈绕组是单层绕组，主要应用于交叉式。它的极相槽q为整数时属显极布线，但单层线圈组的每组线圈数S则带1/2的带分数，即大小线圈组也相差1圈，并在相绕组中安排交替轮换，如单层交叉式和单层同心交叉式。此外，还有一种q带1/3的单层叠式（可分割）庶极布线的分数圈绕组。此式应用极少，绕组布接线可见化工版一分册图4-117。

（5）分数匝绕组

电动机绕组设计是一项严谨的工作，匝数直接影响铁芯磁密，其改变对电动机性能影响尤大。所以，为使设计性能达到预期的技术指标，定型试验中还需对匝数作精确的调整。为此，对匝数较多的小型电动机，通常可采取四舍五入使线圈匝数归纳为整数，但对某些匝数较少的电动机，增减半匝就可能使电动机技术性能无法达标，从而出现匝数带0.5匝的分数匝线圈。如表2-1的Y315S-2、Y315M2-2（IP44）等采用分数匝绕组。

分数匝主要用于双层绕组，解决办法就是归并匝数，使之成为线圈组具有（不同匝数）大小线圈的绕组。例如，某电动机数据表中显示线圈匝数为3.5时，可将一个线圈加上0.5匝成为4匝（大圈）；相邻另一线圈则减去0.5得3匝（小圈）。这时，既确保三相绕组总匝数不变，又使大、小线圈在定子上分布对称均匀。由于上、下层布线状况是一样的，而彩图线圈是以下层边所在槽号代表线圈号，所以，就以下层边的安排来进行讨论。因此，大、小线圈的绕组轮换方案1有如下两种：

①单圈轮换安排　分数匝线圈归并后呈大、小线圈相邻排列，单圈轮换时的分布规律是“大小大小……”。即奇数槽安排大线圈；偶数槽是小线圈。如要构成单圈轮换绕组，只要满足下式便可行，即

q≥2（整数）

但由于绕组q值不同，故所构成的线圈组也不尽相同，如

a.当q=偶数时，即使每组大小线圈数不同，但每组线圈的总匝数则相同；例如q=2时，每组由大小2只线圈连绕成双圈组。若q=4时，各组线圈依然是结构相同，即由大小大小4只线圈连绕成4联组。余类推。由于q为偶数，构成线圈组总匝相同，故其并联条件仅从常规等匝线圈组，即只要满足下式就成立

式中　p——电动机极对数，如2极，p=1；4极，p=2；6极，p=3，余类推；

a——并联支路数。

b.当q=奇数时，绕组有两种结构的线圈组，如q=3，按单圈轮换则奇数组结构为“大小大”3圈连绕；偶数组则是“小大小”3圈连绕。若q=5，则奇数组是“大小大小大”，5圈连绕；偶数组为“小大小大小”5圈连绕。余类推。这时，虽然有两种规格的线圈组，但隔组线圈的参数是相同的，所以，只要三相（U1、V1、W1）从1、3、5组进线，即得三相对称绕组。如果采用并联支路，则还须满足下式

②双圈轮换安排　双圈轮换特点是将每2只匝数相同的线圈作为一安排单元。安排规律是：“大大——小小——大大——小小……”，即1单元（1、2槽）为2只大线圈；2单元（3、4槽）是2只小线圈；3单元（5、6槽）为2只大线圈。余类推。以双圈交替轮换安排，但根据极相槽数q不同而有不同的线圈组结构。例如， q值为偶数时线圈组结构如下：

a. q=2，每组只有一单元，但绕组有2种匝数不等的线圈组，其中奇数组是2只“大大”线圈连绕成双圈组；偶数组则由2只“小小”线圈连绕成另一组双圈组。

b. q=4，每组有2个单元，即由“大大——小小”4只线圈连绕成四联组，而且全部线圈组规格相同。

c. q=6，每组有3个单元，但绕组有两种规格线圈组。即奇数组是“大大——小小——大大”，6只线圈连绕成6联组；偶数组则由“小小——大大——小小”6只线圈连绕成6联组。

d. q=8，每组有4个单元，线圈组规格都相同；而且绕组只有一种规格线圈组，即由“大大——小小——大大——小小”8只线圈连绕成8联组。

线圈组的嵌线应依据安排进行，对于q值为偶数的双圈轮换绕组，只要三相从1、3、5组进线作为U1、V1、W1相头，则无论每组线圈规格是否相同，都可按同相相邻线圈组反极性原则，即“尾与尾”或“头与头”进行接线。

如果采用并联支路，必须使每支路的线圈数和组匝数相等。为此，并联支路数要满足下式条件

此外，双圈轮换的q值为奇数，或q值为分数，也有可能构成分数匝绕组，只是它的构成条件更加苛刻，安排和接线繁琐复杂，倒不如采用单圈轮换来得方便、有效，故这里就不作介绍了。

1.2.2　Y系列电动机绕组型式与特征

三相电动机采用的绕组型式很多，性能特点各异，而Y系列电动机设计对绕组型式的选用着重要求电气性能优越且嵌绕工艺方便；故对10kW以上产品常用双层叠式，而功率较小者则用单层布线。下面就Y系列常用绕组布线型式作一简要介绍。

（1）双层叠式绕组

双层叠式绕组简称双叠绕组。每槽嵌入两只线圈各一有效边，即将每线圈两有效边分置于大约相隔一极距两槽的上下层。每组线圈可以是一只或多只，但最常见的是由多只线圈连绕而成的线圈组，故称“分布式”布线。

Y系列电机绕组基本上都属显极式，即每相线圈组数等于极数，图1-8是24槽4极双叠绕组端面布线的示例。

①双叠绕组的结构特征

a.双叠绕组每槽有两个有效边，总线圈数等于槽数；

b.常规采用显极布线，每相绕组的极相组（线圈组）数等于极数，如图1-8所示，4极电机每相有4组线圈；

c.每组线圈数S=q≥2，若S=整数则每组圈数相等；若S=带分数则构成分数槽绕组；

d.双叠绕组线圈节距常选用5/6极距的短节距线圈；但应用于转子绕组时，或作为多速电动机配套绕组时，也有用双层全距或长距布线。

②绕组工艺性能特点

a.双层叠绕组所有线圈节距和形状相同，绕制方便；并使端部整形容易，喇叭口整齐、圆滑；

b.能合理选用短节距，利于改善电磁性能外，还可节省线材，降低铜耗，提高效率；

c.线圈数比单层布线多一倍，且用交叠法嵌线需吊边，特别是2极电动机嵌线常感困难，故工艺性较差；

d.节距缩短后会出现同槽异相有效边，将会构成相间短路隐患；

e.需要加强槽内层间绝缘，将导致有效槽满率降低。

（2）单层链式绕组

单层链式绕组简称“单链绕组”，常用显极布线，每相线圈组数等于极数，但每组只有1只线圈。展开后的三相绕组如链相扣而得名。三相绕组平面展开图如图1-9所示。

①单层链式绕组的结构特征

a.单层链式采用单圈组，即每组只有一只线圈；

b.因属显极布线，相绕组所含线圈组数等于极数；

c.单层链式构成条件必须是q=2，且同相相邻两线圈紧邻靠，而极性相反；

d.采用等节距线圈，而且线圈节距为常数，即y=5，而与极数无关。

②绕组工艺性能特点

a.因是单圈组，可采用一相连绕工艺，既可省去连接，又确保线路畅通，也提高修理工效；

b.单链绕组实用节距都小于极距，是三相绕组中平均节距最短的全距绕组，绕组系数高；

c.单层布线无需层间绝缘，故有效槽满率较高；

d.单链绕组平均匝长短，既节省线材，又能减少铜损，提高效率；

e.由于只有q=2才能构成，其应用受到一定限制；

f.单链绕组属工艺性和电气性能都较好的型式，是单层布线首选的绕组型式，故在小型电动机中得到广泛应用。

此外，单链绕组还可庶极布线，实际应用较少，但Y系列中有个别实例。其形状与显极近似，但结构特征不同有三。

a.单层链式庶极布线时，每相绕组所含线圈（组）数减半，即每相线圈（组）数等于极对数；

b.庶极单链绕组的线圈节距也是常数，但y=3不变，比显极布线短2槽；

c.庶极布线时相邻的同相线圈不是紧靠，而是相隔一个极距安排，且线圈（组）极性相同。

（3）单层同心式绕组

三相单层同心式绕组是将叠式同节距线圈组改变端部结构而构成如图1-10所示的同心式一相绕组布线。单层同心式绕组是由节距相差2槽的大小同心线圈组成的线圈组构成。它有显极和庶极两种布线，但Y系列只有显极，故本书不讨论庶极绕组。24槽2极三相单层同心式2路并联布线接线如图1-11所示。

①单层同心式绕组的结构特征

a.同心式是由节距相差2槽，但中心线重合的大小线圈组合成“回”字形线圈组构成的单层绕组；

b.同心线圈组所含线圈数可奇数，也可偶数，但每组线圈数必须相同，如圈数不等则归入另类；

c.同心式绕组采用显极布线时q值必须是偶数，且每组线圈数也一定要S≥2的整数。

②绕组工艺性能特点

a.同心式布线较之交叠布线可使端部匝长缩短而节省线材，降低铜耗，而且每组圈数越多优势越明显；

b.单层布线的有效槽满率高于双层，而线圈组平均匝长介于单链与交叠布线之间，故节能效果和电磁性能仅次于单链而优于叠式绕组；

c.由于线圈没有交叠，同心线圈组端部处于同一平面，利于采用整嵌法，使二极电机嵌线难度改善。

（4）单层交叉式绕组

单层交叉式绕组实质上属叠式布线，只是它每组线圈数不等，是由相差1圈的大小联线圈交替分布，故称交叉式。其本质属单层布线的分数圈绕组。图1-12是三相18槽2极单层交叉式一相绕组展开图示例。

①单层交叉式绕组的结构特征

a.单层交叉式的每极相槽数是q>2的奇数，如q=3、5、7等，即每组圈数S=1、2、3等；

b.交叉式由相邻每组相差1圈的大小交叠线圈组构成，即大联组Sd=S+1/2；小联组Sx=S-1/2（式中S为单层显极绕组每组圈数，S=Z/4 pm）；

c.绕组采用显极布线，同相相邻的线圈组紧靠但不相交叠，而出槽后向两边反折如图1-13所示；

d.单层交叉式显极布线为不等节距，其中小联线圈节距为yx=2q+（q-1/2）；大联线圈节距为yd=yx+1。

交叉式不可构成庶极绕组，但可采用长等距和短等距布线，因其性能不佳或损耗较大，一般极少应用。

②绕组工艺性能特点

a.交叉式绕组也属全距，但平均节距仍短于极距，故用线较省而铜耗较小；

b.每组线圈节距不等，对绕线工艺稍有影响；

c.单层绕组无层间绝缘，故有效槽满率较高；

d.若构成条件不符合单链、同心式时，单层交叉式就成为小功率电动机的首选绕组。

综上所述，单层交叉式也属电气性能和结构性较优的型式，是单层绕组常用的布线型式。图1-14是三相36槽4极单层交叉式绕组布线示例。

（5）单层同心交叉式绕组

单层同心交叉式既有“回”字形“同心”线圈组，又有“交叉”线圈组的双重特征。它是从交叉式［图1-15（a）］演变而来，即把交叠布线的线圈组端部与有效边连接形式变成同心式，如图1-15（b）所示。因此，它同时具有交叉式和同心式的特点。单层同心交叉式也是分数圈绕组的另一种特殊型式。

①单层同心交叉式绕组的结构特征

a.绕组构成条件与交叉式相同，即q=3、5、7，在实际中常见用于前两种；

b.同心交叉式每组线圈是带1/2的带分数，如S=1、2等。即每组单、双圈或每组2、3圈；

c.同心交叉式除单圈组外，其余多圈组均采用同心结构线圈组；

d.线圈采用不等节距，各线圈节距由下式确定

单圈或最小线圈节距

y1=2q

中圈节距

y2=y1+2

大圈节距

y3=y2+2

余类推。

②绕组工艺性能特点

a.交叠改同心会缩减线圈组平均匝长，使铜耗略有减少，也稍优于交叉式；

b.改同心线圈后，端部没有交叠而处于同一平面，利于采用整嵌布线，从而改善了2极电动机的嵌线难度；

c.单层布线可提高有效槽满率，使之减少线损而利于效率提高。

由于上述特点，目前，同心交叉式较多应用于2极的潜水电泵。

1.2.3　电动机的绕组接线规律

Y系列电动机除极个别规格外，都采用显极布线，所以，常规的接线均指显极绕组，对庶极绕组仅作附带说明。

（1）相绕组的常规接法

三相电动机绕组是由三个相绕组构成，而每一相绕组的布线和接线都是相同的，只不过相绕组在定子空间位置安排不同而已。因此，对其中一个相绕组的布接线弄清楚了，则其余两相依此连接即可。

无论绕组是何种型式，也不论是单层或双层，相绕组的接线都是以组（线圈组）为单位连接的。而且显极接线都按相同的规律进行。相绕组的接线规律是“头接头”或“尾接尾”，即使同相相邻两组线圈极性相反。例如，图1-16（a）是三相24槽4极双层叠式的一相绕组平面展开图。它是从定子上端沿轴线剖开展平后U相绕组的布接线图。图中实线有效边是下层，虚线代表上层。根据前面所述，各线圈组的头、尾端如图1-16中标示。其接线的规律是1组尾接2组尾，2组头接3组头，3组尾接4组尾，最后引出这根U2是对4组来说是头，但对相绕组来说它是相的尾。所以头、尾要区别线圈组或是相绕组而言。

最后，检验各线圈组的极性，再设电流以U1流入、U2流出，各组线圈的极性就如上方箭头所示，即同相相邻线圈的极性相反。如果极性违反此原则，说明接线有错。

图1-16（b）是一相绕组的端面模拟画法，同样可见，同相相邻各线圈组极性也是相反的。

单层绕组接线与双层一样，但单层没有上下层之分，所以，线圈组的头、尾以“沉边”、“浮边”或“左方”、“右方”来区分。对于从未修过电动机绕组的初学者来说，沉、浮边的确认似有困难，这时也可把线圈（组）左侧设为沉边（头），右侧设为浮边（尾）。下面我们用图1-17的24槽4极单层链式为例说明单层相绕组的接线。由图1-17可见，相绕组由单圈组构成，图（b）是平面展开图，它的接线和极性与前面的图1-15相同。用端面模拟画法则如图1-17（a）所示。这时，为了区分头尾，特把第1组线圈置于定子下方，设左侧（沉边）的出线为头，该组尾端在右侧7号槽；第2组线圈同样置于定子下方，则左侧8号槽为头，13槽为尾；同理再确认其余线圈（组）的头、尾，然后根据相邻线圈（组）反极性规律，进行“尾接尾”或“头接头”，完成相绕组连接如图（a）所示。同时，4（组）线圈极性如箭头所示，都是相邻反极性的。

（2）相绕组的并联接法

如果把图1-17（b）每组线圈用方块表示就如图1-18（a）所示，接线是在相邻线圈（组）进行，即进线后按一正一反，顺序串联形成4极。而相绕组的并联接法有三种：

①短跳并联　前面串联的顺序连接就是短跳接法，它也可用于并联支路。如图1-18（c）所示，U1进线后分为两个支路，其中由线圈组1与相邻的线圈组2短跳串成一支路；同理，3与4短跳串成另一支路；然后把两个支路并联。这时，两个支路电流在线圈（组）中形成的极性也与一路串联完全相同，从而构成二路并联短跳接法的4极绕组。

②长跳并联　长跳是隔组连接，它也可用于串联，但一路串联在实用上比较少用，而较多用于并联路数a为偶数的绕组。它是把相绕组中同极性线圈组串联构成支路，如图1-18（b）所示。即1组尾端隔开2组再与同极性的3组连接构成一支路；再把2组与4组连接构成另一支路。然后把两个支路并联构成二路并联4极绕组。这时，各线圈组极性仍然保持一正一反不变。

③双向并联　短跳和长跳接线的走向都是从一个方向（逆时针或顺时针）走线的；而双向并联则是进线后，向相反两个方向走线连接，如图1-18（d）所示。这时进线相邻两组线圈是极性相反的，刚好符合显极绕组的极性原则。然后分别将各线圈组接成并联支路。如本例中，把右侧线圈组1、2接成一支路；再将左侧4、3接成另一支路。由图可见，这时各相邻线圈组也是相反的。此外，双向并联的支路也可采用长跳接法，把一种极性线圈组接成一支路，另一极性接成另一支路。

在三种并联接法中，选用何种并无限制，但一般而言，一路串联采用短跳连接则接线较短，既可省线又使内耗降低；另外，当并联路数很多时，也宜用短跳。长跳常用于极数很多而并联支路较少，且为偶数时。双向并联则最宜用于支路数为偶数，如图1-19所示。此外，支路的接线也可两种并用。例如极数很多时，在采用双向并联的同时，每支路也可用长跳接线。所以，无论如何接线，必须满足极性规律，再就是省线。

（3）三相绕组出线头、尾与接法

三相电动机一般出6根引出线，每相两根，俗称“相头”和“相尾”。其实头尾之分也是假设的，所以规范称其为“极性”。即把三相绕组极性相同的端线如U1、V1、W1称同极性端，则另三根引线U2、V2、W2便是另一极性端了。因此，若设脚注“1”为头，则“2”便是尾；当然也可反过来假设。但是三相电源必须从同极性端输入，否则电动机就转不起来。

此外，由于三相绕组必须相互间隔120°电角度，所以三相进线U1、V1、W1也要互差120°电角度，故通常采用1、3、5组进线，即如U1在第1组，W1、V1则分别在第3、5组引出，如图1-19所示。但也可将U1居中，而向左隔1组引入V1；再向右隔1组引入W1，如图2-3、图3-14所示。

三相电动机接法只有两种，功率较小的主要用Y（星）形接法，即把U2、V2、W2接成星点，三相电源从U1、V1、W1接入。电动机6根引出线都带有标号，并在接线盒上接入6个接线柱，排列如图1-20（a）所示。Y系列中，功率在4kW及以上者均采用△（角）形接法，这时的连接如图（d）所示，即U2与V1；V2与W1；W2与U1分别连接成三个角点；在接线盒中六个端柱排列如图（b）所示。接线板两种接法改接如图（a）、（b）所示，而三相电源从U1、V1、W1进入。

1.2.4　绕组图例结构参数解述

图例的结构参数中，除绕组系数属计算数据外，其余均是构成绕组的基本数据。其中有部分在结构概念中有所涉及，但为了初学者对其有更直接的了解，下面再作具体的解述。

①定子槽数Z　Y系列小型电动机是根据型谱标准选用定子铁芯槽数的，它包含有18、24、27*、30、36、42*、48、54、60、72、75*、84*、90、96共14个槽数规格。其中带“*”号为补充规格。

②电动机极数2p　极数代表电动机转速等级，它直接决定电动机同步（磁场）转速。Y系列有2、4、6、8、10极五种转速规格，其同步转速与极数关系如下：

式中　nC——定子磁场同步转速；

f——电源频率，Hz，工频f=50Hz；

2p——电机极数。

而异步电动机满载工作时的额定转速，一般略小于同步转速5%～7%。

③总线圈数Q　Y系列不用空槽布线，故双层绕组总线圈数等于槽数，单层绕组只有双层的一半。

④线圈组数u　是指构成三相绕组所含的线圈组组数。对显极布线，线圈组数u=2pm。

⑤每组圈数S　即每组线圈所含的线圈个数。双层布线时它等于极相槽数，即S=q，而单层布线只有双层的一半。

⑥极相槽数q　是每极每相绕组所占的槽数，即q=Z/2pm。无论单层或双层都一样。

⑦绕组极距τ　极距有两种形式，这里的绕组极距是指每极绕组所占槽数，是以槽数表示的绕组结构参数，可由下式确定

⑧线圈节距y　是指单个线圈两有效边跨占的槽数，所以又称“跨距”。例如某线圈两有效边分别嵌入第1槽和第6槽，则电工习惯叫线圈节距y=1—6（槽），而规范称为y=5（槽）；但常有人把y=1—6称跨距6是错误的。就因为这种不规范造成误会，从而使某些工作于极限磁密值的电动机，在重绕后不能正常运行。

⑨并联路数a　并联路数是指相绕组的支路数，如a=3为三路并联；a=2是二路并联；而a=1是一路串联，即相绕组只有一个支路。余类推。

⑩每槽电角α　电角度是表示每对磁极用角度表示的量；即一对磁极为360°电角度，也就是说，2极电动机转子在定子中旋转一周是360°电角度，它也等于几何角度。但4极电动机有二对（p=2）磁极，它有360°×p=720°电角度，这时转子转一周就是720°电角度，可见除2极外其余极数的电角度不等于几何角度。而电动机定子槽是均布于铁芯内径，所以，定子每槽占有的电角度由下式计算

绕组系数Kdp　电动机绕组系数是综合线圈分布和节距缩短对电磁转换所产生影响的因素，它等于分布系数与节距系数的乘积，即

Kdp=KdKp

式中　Kd——绕组分布系数，它与每极相槽数有关，即q值越大则Kd值越小，但当q=6时Kd =0.956，若q值再大则Kd值变化就不明显了；

Kp——绕组节距系数，单层绕组除极个别特殊布线的一般为Kp=1；双层绕组Kp=sin（90°×y/τ）。

绕组系数对重绕电动机的影响主要体现在磁通密度的变化，为保持磁密在合理范围，如绕组系数改变过高或过低，都应对线圈匝数作相应的调整，否则，重绕后的电动机也有可能不能正常工作。

1.2.5　Y系列电动机绕组数据表栏目内容

本书所列Y系列包括基本系列和Y系列的派生（专用）系列电动机。而绕组数据表所列栏目主要包括三项内容。

（1）电动机类型规格及运行参数

①系列类型　是指电动机的特性、用途等类别，它包括Y、Y2、Y3等基本系列，也包含由基本系列派生的各种专用系列电动机。

②电动机规格　它是Y系列电动机型号的规格代号，详见1.1节之产品型号含义。

③运行参数　主要指电动机额定运行的功率、电流、电压及空载电流参考值。是电动机重绕修理、试车检验的技术参数。

（2）定子铁芯数据

它包括铁芯外径、内径、长度以及槽数等，是重绕修理无铭牌电动机时，查找电动机型号规格及检验绕组数据对照确认的重要参数。

（3）绕组参数

主要包括绕组导线规格、线圈匝数、线圈节距、绕组接法、布线型式及本书的Y系列专配绕组端面模拟彩图的索引图号。

1.2.6　三相异步电动机的基本系列和派生系列

三相异步电动机的基本系列是额定电压380V、额定频率50Hz，机座结构带底脚卧式，防护等级为IP44（封闭式）和IP23（防护式），笼型转子异步电动机。为此，第一代产品有Y（IP44）和Y（IP23）两个基本系列。第二代产品为Y2系列，是我国20世纪90年代自行设计制造，其平均效率高于一代产品，平均效率为84.97%，比西门子还高出1.1%，其综合技术性能达到当年国外先进水平；其基本系列为Y2（IP54）和Y2（IP44）。新系列的第三代Y3（IP55）也于近年通过定型鉴定，但尚未批量生产。除此之外，其余电动机产品都归属于派生系列。

由于三相异步电动机应用广泛，为了适应和满足各种使用的特殊要求，根据技术条件或使用场合的不同，而对其作相应性能或结构上的改变，从而就产生了与基本系列在某些方面不同的电动机产品，再根据输出功率形成派生系列。因此，派生产品是在基本系列基础上发展起来的系列产品。根据设计性能、安装结构以及制造工艺特点的不同，电动机有几种派生类型：

（1）电气派生

为了满足某些特殊电气性能，在基本系列基础上，不改变电动机结构而对电磁参数或运行参数作相应的改变，例如，为适应某些国家或地区的电网，作为出口设备配套电动机，而设计成420V的Y系列（IP44）派生产品；为了合理利用能源，适应节能需要，改变电磁设计参数，制成YX系列和Y2-E系列高效率派生产品。然而，这些派生系列都是在磁路结构和外形安装结构不变的条件下实施的。由于只作电气参数、工作制的改动，所以，电气派生又称内涵派生。属于内涵派生的系列还有，改变频率的三相异步电动机、高转差率三相异步电动机、低振低噪声三相异步电动机、高启动转矩三相异步电动机以及变极多速三相异步电动机等。

（2）外联派生

主要属机械结构的派生，因基本系列结构是带脚卧式，动力传动是通过连接件与使用设备连接；如果设备改变为立式、壁式安装，或为提高传动效率和简化总体结构时，就必须改变电动机部分结构，从而派生出新的产品。这就是外联派生。如立式水泵电动机、潜水电泵电动机，齿轮减速器一体电动机、电磁调速电动机以及各种安装型式专用设备配套的电动机等都属此类。一般来说，外联派生对电磁系统和电气参数仍保持原基本系列不作过大的改变。

（3）特殊环境派生

为适应某些特殊使用环境条件的电动机，在基本系列基础上，在结构上或内涵方面进行改进，从而派生出防爆型三相异步电动机、船用三相电动机、高原用三相电动机、户外防腐蚀三相电动机以及冶金起重用的YZ型电动机等。

（4）复合型派生

有时，单一的改动不能满足使用性能要求，这时往往需要从电磁和结构两方面来作调整改动，这样就构成复合型派生。最典型的产品如YR、YR2等系列的绕线型三相异步电动机。它不仅在电气上把原来的自行闭合的笼型转子绕组改为用绝缘导线绕制的绕线型开放式绕组，为了获取相应的输出特性，要将转子回路向外引出接到电阻器，因此必须改变原有结构而增设集电室来装置集电环机构，从而构成复合型派生的电动机。此外，如冶金起重型的YZR、YZR2系列等都属复合型派生产品。

其实，派生的划分并非十分清晰，在环境派生中的很多产品都具有复合派生成分，即除结构改变外，某些产品在电气内涵上也有所改动，只因其分量较微未划入复合派生。

电动机修理一般都按拆线原始数据修复，故派生对修理并不产生影响；但因本书资料项中涉及派生产品，为免读者生疑，故作上述解释，也作为初学者对电动机的认知补充。