一電機繞組分類

根據(jù)功能的不同，繞組主要分為兩類：

一個是用于產(chǎn)生氣隙主磁通的主極勵磁繞組；

另一種是電樞繞組，相對于主磁通運動，感應(yīng)電動勢。

異步電動機的定子繞組也作為勵磁繞組，而轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢和電流。

除電樞繞組和勵磁繞組外，大多數(shù)DC電機都裝有換向極繞組和補償繞組，以改善換向性能。同步電動機為了防止振蕩和改善某些性能，或者為了起動的需要，通常裝有阻尼繞組或起動繞組，但對于小型電動機，這些繞組往往可以省略。

交流電機中的電樞或定子繞組，簡稱交流繞組；DC電機中的電樞繞組稱為DC電樞繞組。

交流繞組有幾種分類方法：

根據(jù)繞組排列，有集中繞組和分布繞組。

按相帶分類，有相帶繞組和相帶繞組；

根據(jù)每極每相的槽數(shù)，有整數(shù)槽繞組和分數(shù)槽繞組。

根據(jù)槽內(nèi)線圈邊數(shù)，有單層繞法、雙層繞法、單層繞法。

根據(jù)線圈形狀和端部連接方式，有疊繞組波浪繞組和同心鏈式交叉繞組；

根據(jù)繞組產(chǎn)生的磁勢波形，有正弦繞組和梯形繞組。

一般電樞繞組根據(jù)繞組元件與換向片連接規(guī)則的不同分為疊繞組波繞組和轍叉繞組。

二電機交流繞組

繞組的組成原理是：

在導體數(shù)量一定的情況下，繞組的合成磁動勢和電動勢在空間波形分布上應(yīng)接近正弦波，在數(shù)量上應(yīng)獲得較大的基波磁動勢和電動勢，繞組的損耗應(yīng)較小，并節(jié)省用銅量。

多相繞組每相的磁動勢和電動勢應(yīng)對稱，電阻和電抗應(yīng)平衡。

交流繞組按相數(shù)有單相、兩相、三相和六相的連接方式。大部分采用三相，但在小功率電機中，普遍采用單相。常用的三相交流繞組類型有單層同心單層交叉單層鏈式雙層繞組雙層波繞組和單層雙層繞組。單層繞組在每個槽中有一個線圈邊緣，相當于全距分布繞組。單層繞組由不同幾何尺寸和節(jié)距的線圈連接而成的同心線圈組組成。當單層交叉繞組用于奇數(shù)時，繞組由兩種不同圈數(shù)和節(jié)距的線圈組成。單層鏈式繞組由形狀、幾何形狀和節(jié)距相同的線圈連接而成。雙層繞組的每個槽分為上下兩層，有兩個線圈邊。雙層繞組的所有線圈具有相同的形狀和幾何尺寸，端部排列整齊。可以選擇合適的螺距來改善電動勢和磁動勢的波形。雙層繞組、疊片繞組和波形繞組。堆疊繞組線圈的復合節(jié)距(，常取；波繞組(用于極距。線圈節(jié)距可分為全節(jié)距(短節(jié)距或長節(jié)距，但一般不采用長節(jié)距線圈。雙疊片繞組廣泛應(yīng)用于大、中、小型同步電機和異步電機的定子繞組中。雙層波形繞組可以減少線圈組之間的連接線，常用于多極凸極同步電動機，特別是水輪發(fā)電機的定子繞組和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組。單相交流繞組用于單相電機，一般由兩個軸線在空間上錯開電角度的繞組組成：一個叫工作繞組或主繞組，從電源輸入功率產(chǎn)生主磁場；另一種叫做起動繞組或輔助繞組。啟動時，兩個繞組的磁動勢在氣隙中建立合成旋轉(zhuǎn)磁動勢，啟動電機。根據(jù)不同運行特性的要求，有的單相電機主副繞組占總槽數(shù)的比例分別為和，有的單相電機兩個繞組的比例相等。單相繞組有單層雙層繞組和正弦繞組等不同類型。單層繞組廣泛應(yīng)用于小功率電機，一般做成同心繞組。雙層纏繞一般采用鏈式纏繞。當螺距為0時，繞組磁動勢中的三次諧波可以消除，有利于起動。正弦繞組在線圈形狀方面類似于單層同心繞組。但定子各槽內(nèi)導體數(shù)量不同，使磁動勢分布接近正弦波。正弦繞組可以顯著削弱高次諧波，從而改善電機的運行性能。對于控制電機，可以提高電氣精度。但有些槽的槽填充率低，繞組系數(shù)小，影響鐵芯和繞組的利用率。所以近年來出現(xiàn)了不同大小凹槽的設(shè)計。

三繞組感應(yīng)電動勢及繞組因數(shù)

每個繞組線圈的感應(yīng)電動勢可以根據(jù)電磁感應(yīng)定律得到。如果各極磁通相對于線圈隨匝數(shù)周期性變化，則線圈感應(yīng)電動勢的平均值為交流電機，感應(yīng)電動勢按有效值計算。若繞組每相的串聯(lián)匝數(shù)為，且繞組因數(shù)()考慮線圈分布和短距離的影響，則繞組的感應(yīng)電動勢為(其中：-波形因數(shù)，若氣隙磁場為正弦)。感應(yīng)電動勢的諧波分量為(其中(:—次諧波對應(yīng)的頻率通量和繞組系數(shù))。繞組系數(shù)(是分布系數(shù)(和短節(jié)距系數(shù)的乘積，對于基波(對于次諧波(對于整數(shù)槽繞組，分布系數(shù)可表示為：短節(jié)距系數(shù)可表示為：其中：-繞組節(jié)距比，-節(jié)距，-極距均按槽數(shù)計算。

四直流電樞繞組，短路繞組與磁極繞組

電樞繞組是一個封閉的繞組，通過換向器被正負電刷分成幾個并聯(lián)的支路，通過電刷與外部電路相連。電樞繞組可分為搭接繞組和波形繞組。在搭接繞組的基礎(chǔ)上，可與波形繞組組合形成轍叉繞組。根據(jù)并聯(lián)支路的數(shù)量，DC電樞繞組可分為單繞組和復繞組，如單波繞組和復波繞組。當電樞繞組每對分支的相應(yīng)元件在磁場中的位置相同時，稱為對稱繞組。對稱繞組的特點是，當磁極對稱分布時，每對支路的電動勢相等，每對支路內(nèi)回路的電動勢之和等于零。因此，空載時繞組中沒有環(huán)流。實際上，由于材料的不均勻性和每極下氣隙的偏差，每極下的總磁通不相等，導致每對支路中的感應(yīng)電動勢不平衡，產(chǎn)生環(huán)流，使電機性能變差。因此，電樞繞組中電位相等的“等電位點”可以用均壓線連接起來，以消除每對支路之間的不平衡。各種繞組的適用范圍如下：單波繞組主要用于正常電壓和電樞電流小于100v的中小型DC電機；單疊復波繞組主要用于電樞電流大于幾百千瓦容量的電機；一般電機兩極采用單繞組，并聯(lián)支路數(shù)為，不需要均壓線；復合繞組有許多并聯(lián)支路，用于低壓大電流的DC電機。轍叉繞組不需要接均壓線，換相性能好，但散熱條件差。適用范圍根據(jù)其基本繞組疊繞組而定。異步電機的籠型轉(zhuǎn)子繞組和同步電機的阻尼繞組一般都是閉合回路，統(tǒng)稱為短路繞組。異步電動機的籠型轉(zhuǎn)子繞組由置于鐵芯槽中的導體棒和使導體棒短路的端環(huán)組成。導桿形狀包括圓矩形梯形和雙籠導桿這兩種特殊形狀，主要根據(jù)電機起動性能的要求來選擇。常用的有鑄鋁保持架和焊接銅或鋁保持架。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，特殊槽和雙籠導桿的使用越來越少。需要指出的是，為了避免諧波附加轉(zhuǎn)矩和單向磁拉力，轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇非常重要。同時，為了改善起動性能和降低噪聲，可以采用導條按定子槽距偏斜的斜槽轉(zhuǎn)子。同步電機的阻尼繞組結(jié)構(gòu)類似于異步電機的籠型繞組結(jié)構(gòu)。阻尼繞組可以阻尼負序電流，抑制同步電機的振蕩，提高電機運行的可靠性。也可用作同步電動機的起動繞組。流經(jīng)主極繞組的DC電流建立起勵磁磁場，該磁場是根據(jù)所需的勵磁磁動勢設(shè)計的。磁極同步電機的勵磁繞組是嵌在轉(zhuǎn)子槽中的同心分布繞組，其勵磁磁動勢的波形是階梯波。凸極同步電機和DC電機的磁極繞組是安裝在磁極鐵芯上的集中繞組，磁動勢波形為矩形。