新聞主題	發(fā)電機單層和雙層繞組的參數(shù)有何區(qū)別

 

一、繞組的基本參數(shù)

１、機械角度與電氣角度

發(fā)電機繞組分布鐵心槽內(nèi)時必須按一定規(guī)律嵌放與聯(lián)接，才能輸出對稱的正弦交流電或產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。除與其它一些參數(shù)有關(guān)外，反映各線圈和繞組間相對位置的規(guī)律時，我們還要用到電氣用度這個概念。從機械學(xué)中知道可以把圓等分成360°，這個360°就是平常所說的機械角度。而在電工學(xué)中計量電磁關(guān)系的角度單位則叫做電氣角度，它是將正弦交流電的每一周在橫坐標(biāo)上等分為360°,也就是導(dǎo)體空間經(jīng)過一對磁極時在電磁上相應(yīng)變化了360°電氣角度。因此，電氣角度與機械角度在發(fā)電機中的關(guān)系為：電氣角度α＝極對數(shù)xＰx360°。

２、極距

繞組的極距是指每磁極所占鐵心圓周表面的距離。一般常指發(fā)電機鐵心相鄰兩磁極中心所跨占的槽距，定子鐵心以內(nèi)圓氣隙表面的槽距計算；轉(zhuǎn)子則以鐵心外圓氣隙表面的槽距來計算。通常極距有兩種表示方法，一種是以長度表示；另一種則以槽數(shù)表示，習(xí)慣上以槽數(shù)表示的較多。

３、節(jié)距

發(fā)電機繞組每個線圈兩元件邊之間所跨占到的鐵心槽數(shù)叫做節(jié)距，也稱跨距。當(dāng)線圈元件節(jié)距等于極距對稱為全距繞組；線圈元件節(jié)距小于極距時則稱短距繞組；而當(dāng)線圈元件節(jié)距大于極距時則稱長距繞組。由于短距繞組具有端部較短電磁線用料省和功率因數(shù)較高等許多優(yōu)點，因而在應(yīng)用較多的雙層疊繞組中無一例外的都采用短距繞組。

4、繞組系數(shù)

繞組系數(shù)是指交流分布繞組的短距系數(shù)和分布系數(shù)的乘積。

5、槽距角

發(fā)電機鐵心兩相鄰槽之間的電氣角度稱為槽距角，通常用a表示。

6、相帶

相帶就是指每相繞組在每一個磁極所占的區(qū)域，通常用電氣角度或槽數(shù)表示。如果將三相發(fā)電機處在每一對磁極下的繞組分成六個區(qū)域則每極下三個。由于槽距角α=360°P/Z如該發(fā)電機為4極24槽故每相每區(qū)域的寬度為qα=Z/6P*360P/Z=60°，按這樣分布繞嵌的繞組就稱為60°相帶繞組。因60°連續(xù)相帶繞組所具有明顯優(yōu)勢，故在三相發(fā)電機中絕大多數(shù)都采用這種繞組。

7、每極每相槽數(shù)

每極每相槽數(shù)是指每相繞組在每一個磁極所分占的槽數(shù)，每極每相繞組內(nèi)應(yīng)繞的線圈數(shù)就依據(jù)它確定。即

 q=Z/2Pm    

  Z：鐵心槽數(shù)；    2P：發(fā)電機極數(shù)；    m發(fā)電機相數(shù)。

8、每槽導(dǎo)體數(shù)

發(fā)電機繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)應(yīng)為整數(shù)，雙層繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)還應(yīng)為偶數(shù)整數(shù)。繞線轉(zhuǎn)子繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)由其開路電壓確定，中型發(fā)電機繞線轉(zhuǎn)子的每槽導(dǎo)體數(shù)須等于2。定子繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)可由下式計算：  

                 N_S1=N_Φ1m1a1/Z1       

 N_S1 ：定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)；    N_Φ1：按氣隙磁密計算的每槽導(dǎo)體數(shù)；  m1：定子繞組相數(shù)；           a1：定子繞組并聯(lián)支路數(shù)；       Z1：定子槽數(shù)。  

9、每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)

每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)是指發(fā)電機內(nèi)每相繞組串聯(lián)的總線匝數(shù)。不過該串聯(lián)總線匝數(shù)與每相繞組內(nèi)的并聯(lián)支路數(shù)有關(guān)，如發(fā)電機的并聯(lián)支路數(shù)為1路接法，那么該發(fā)電機各極下線圈所有串聯(lián)線匝數(shù)均應(yīng)相加而成為相繞組的總線匝數(shù)。如發(fā)電機的每相繞組內(nèi)有多條并聯(lián)支路數(shù)，即發(fā)電機為2路接法、3路接法等，此時每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)則只能以其中一路繞組所串聯(lián)的線匝數(shù)為準(zhǔn)。因為相繞組內(nèi)各支路中的串聯(lián)線匝數(shù)是相同的，并聯(lián)起來接成相繞組后其串聯(lián)線匝是不可能增加。

10、總線圈數(shù)

 

發(fā)電機內(nèi)的繞組是由各種大小不一形狀各異的線圈組成的。由于每線圈都有兩個元件邊嵌入鐵心槽內(nèi)，也就是說每個線圈要嵌入兩個槽。在單層繞組中因每槽內(nèi)只嵌一個線圈元件邊，所以總線圈數(shù)就只等于總槽數(shù)的一半；雙層繞組中因每槽內(nèi)上下層要嵌入兩個線圈元件邊，因此它的總線圈數(shù)就等于的鐵心槽數(shù)。

二、單層繞組

所謂三相單層繞組，就是在一個槽中只嵌放一個線圈邊的繞組，整個繞組的線圈數(shù)等于定子總槽數(shù)的一半。由于發(fā)電機組成線圈和線圈組的方法不同，所連成的單層繞組通常有同心式、鏈?zhǔn)胶徒徊媸饺N形式。

1、同心式繞組

同心式繞組是由幾何尺寸節(jié)距不等的線圈連成同心形狀的線圈組構(gòu)成。組成的線圈組的電勢大小相等。至于如何將個線圈組連接成一相繞組，根據(jù)需要可以將各線圈組串聯(lián)，也可以并聯(lián)。串聯(lián)時應(yīng)遵循電勢相加的原則，頭尾相接。并聯(lián)時應(yīng)遵循電勢的大小相等且極性一致，相接的端線為同名端。v相和w相的連接與U相完全相同，只是始端的位置應(yīng)互相錯開120°電角度。

2、鏈?zhǔn)嚼@組

鏈?zhǔn)嚼@組是由形狀、幾何尺寸和節(jié)距相同線圈連接而成。

3、交叉式繞組

交叉式繞組是由形狀相同的線圈連接而成，但同一相線圈端部有交叉的繞組。

由以上分析可以看出，不論是同心式、鏈?zhǔn)胶徒徊媸桨l(fā)電機繞組，雖然線圈的節(jié)距在不同形式的繞組中是不一樣的，但就電勢的角度看，線圈都是屬于由兩個相差180°電角度的相帶中的導(dǎo)體所組成。所以，單層繞組實質(zhì)上是短距分布繞組。

 

4極24槽單疊繞組發(fā)電機展開圖

4極24槽單疊繞組發(fā)電機嵌線圖

 

 

三、雙層繞組

發(fā)電機每槽內(nèi)分上、下兩層分別放一個線圈邊的繞組稱雙層繞組。線圈的一個邊嵌在某一槽的上層，另一個邊則嵌在相隔衛(wèi)槽的下層，整個多組的線圈數(shù)正好等于槽數(shù)。

雙層繞組的主要優(yōu)點如下。

① 可以選擇最有利的節(jié)距，并同時采用分布繞組的辦法來改善電勢和磁勢波形。

② 所有線圈具有同樣尺寸，便于生產(chǎn)制造的機械化。

③ 可以組成較多的并聯(lián)支路。

④ 端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強機械強度。

24槽4級雙層繞組發(fā)電機示意圖

36槽8級雙層繞組發(fā)電機示意圖.

 

四、單層與雙層繞組的區(qū)別

交流發(fā)電機雙層繞組和單層繞組的區(qū)別是元件放置不同、功能不同、特點不同。

1、元件放置不同：發(fā)電機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：發(fā)電機單層繞組無法完成的雙層繞組可以做到，如分?jǐn)?shù)槽，變極等。

 

3、特點不同：發(fā)電機單層繞組線圈少工藝比較簡單；沒有層間絕緣故槽的利用率高；單層結(jié)構(gòu)不會發(fā)生相間擊穿故障等。缺點則是：繞組產(chǎn)生的電磁波形不夠理想，發(fā)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異步發(fā)電機中。

 

 

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