新聞主題	發電機單層繞組和雙層繞組的區別

 

摘要：發電機雙層繞組即兩個線圈側確實放置在每個槽中，但也有單層和雙層繞組的形式。從這種繞組的形式來看，有些槽是單層的，有些槽是雙層的，表面似乎不是雙層繞組；然而，發電機繞組本質上是雙層的。應當看到或理解，單層槽中的另一線圈側并非不存在，但根據發電機電氣性能的要求，該線圈側的匝數較小且可忽略不計，因此該繞組的線圈被視為零匝；因此，在處理單層和雙層繞組時，仍應按照雙層繞組布置技術原則進行。

 

一、 三相單層繞組

 

1、概念及特點：

單層繞組每槽只有一個線圈邊，所以線圈數等于槽數的一半。這種繞組下線方便，槽利用率高(無層間絕緣)。三相單層繞組比較適合于10kW以下的小型交流異步發電機中，很少在大、中型發電機中采用。

2、分類：

按照線圈的形狀和端部連接方法的不同，三相單層繞組主要可分為等元件式、同心式、鏈式和交叉式等型式。

（1）等元件式整距疊繞組

如圖1所示，每個定子槽內只嵌置一個線圈有效邊，所有線圈節距相同。單層繞組的線圈數目少，嵌線省時，但電氣性能較差。適用于小型交流發電機，尤其是感應發電機。

（2）單層鏈式繞組

如圖2所示，鏈式繞組是由相同節距的線圈組成的，其結構特點是繞組線圈一環套一環，形如長鏈。

鏈式繞組種類：

① 單鏈：極相組由單只線圈組成。

② 雙鏈：極相組由雙只線圈組成。

 特點：鏈式繞組的每個線圈節距相等并且制造方便；線圈端部連線較短并且省銅。主要用于q=2的4、6、8極小型三相發電機。節距均為1~6（槽）。

 

圖1 發電機單層等元件式繞組A相展開圖

圖2 發電機單層鏈式繞組A相展開圖

 

 

（3）單層同心式繞組

如圖3所示，由節距不等的大小線圈組成，使各線圈和中心線重合成回字形，故稱為同心式。

特點：同心式繞組端部連線較長，嵌線較方便，適用于q=4、6、8等偶數的2極小型三相發電機節距一般為1~12 ， 2~11。

（4）交叉式繞組

如圖4所示，交叉式繞組每相繞組由線圈數不等，節距不同的兩種線圈交叉排列構成。

特點：交叉式繞組由兩大一小線圈交叉布置。線圈端部連線較短，有利于節省材料，并且省銅。

 

圖3 發電機單層同心式繞組A相展開圖

圖4 發電機單層交叉式繞組A相展開圖

 

 

二、 三相雙層繞組

 

1、概念及特點：

       雙層繞組每個槽內有上、下兩個線圈邊，分別稱為上層邊和下層邊。一個線圈的一個邊放在某槽的上層，另一個邊則放在下層。在雙層繞組中線圈數正好等于槽數。對于10kw以上的三相交流發電機，其定子繞組一般均采用雙層繞組。

2、分類：

    根據線圈的形狀和連接規律，雙層繞組可分為疊繞組和波繞組兩類。

（1）疊繞組

任何兩個相鄰的線圈都是后一個疊在前一個上面的，稱為疊繞組。

按相鄰極下電流必須相反的原則，將各極相組連接起來，構成相繞組，如圖5所示，圖中實線為上層邊，虛線為下層邊。 由于N極下的極相組A與S極下的極相組X的電動勢相位相反，電流方向也相反，應將極相組A和極相組X反向串聯或反向并聯。

繞組的分支:

如圖6所示，由于每相的極相組數等于極數，所以雙層疊繞組的最大并聯支路數等于2p。實際支路數通常小于2p，且2p必須是a的整數倍。

 

圖5 發電機三相雙層疊繞組A相展開圖

圖6 發電機三相雙層疊繞組A相分支

 

 

（2）波繞組

兩個相鄰的線圈成波浪形前進，如圖7所示，波繞組的連接規律是把所有同一極性（如N1,N2……）下屬于同一相的線圈按波浪形依次串聯起來組成一組，在把另一極性（S1,S2……）下的屬于同一相的線圈按波浪形依次串聯起來，組成另一組，最后根據需要把這兩組接成串聯或并聯。構成相繞組。

 

 

 

 

 

若A相從3號線圈起，則3號線圈一導體邊放在3號槽上層用實線表示，另一導體邊放在11號槽下層用虛線表示（y1=8）然根據y =18,3號線圈應與21號線圈連接，其繞組展開圖如圖8所示。

繞組的分支

單波繞組最大只有兩條并聯支路，而與主極數目無關。這是單波繞組的特點，即a＝2或 a＝1。

 

圖7 三相發電機波繞線圈節距示意圖

圖8 發電機三相雙層波繞組A相展開圖

 

 

● 除單疊、單波繞組外

復疊繞組：兩個單疊繞組互相間隔嵌入槽內

復波繞組：兩個單波繞組互相間隔潛入槽內

混合繞組：一個單疊和一個單波繞組（蛙型）

● 應用

單波繞組支路最少，用于小容量發電機和電壓較高或轉速較低的發電機

復波繞組可用于多極數、低速的大中型發電機

單疊繞組的支路數比波繞組多，主要用于中等容量、正常電壓和轉速的發電機

復疊繞組用于大容量或低壓、大電流的發電機

蛙型繞組常用在轉速較高、換向困難的大型直流發電機

 

三、單層繞組和雙層繞組區別

 

1、元件放置不同：單層繞組一個槽中只放一個元件邊，雙層繞組一個槽中放兩個元件邊。

2、功能不同：單層繞組無法完成的雙層繞組可以做到，如分數槽，變極等。

3、特點不同：

（1）單層繞組優缺點

① 單層繞組線圈少工藝比較簡單；

② 沒有層間絕緣故槽的利用率高；

③ 單層結構不會發生相間擊穿故障等。

缺點則是：繞組產生的電磁波形不夠理想，電機的鐵損和噪音都較大且起動性能也稍差，故單層繞組一般只用于小容量發電機中。

（2）雙層繞組的優點

是可以任意選用合適的短距繞組以改善電磁波形，以及可用分數槽繞組來削弱高次諧波等。在使用雙層繞組后發電機的電磁性能、力能指標及起動特性都比單層繞組好。雙層繞組的鐵心槽內每槽均嵌放有兩個線圈元件邊，當線圈元件的一個線圈邊嵌放在某一槽內的下層，其另一個線圈邊則放在另一槽內的上層，雙層繞組有疊繞組和波繞組兩種。

① 相對來講，雙層繞組較省線。

② 臨界低電壓時，雙層繞組能起動，而單層繞組不能起動。

③ 雙層繞組上下繞組有時不一定是一相，相對來講，相間絕緣就沒有單層繞組做的好。

 

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