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新能源汽車知識講堂:電機(jī)繞組篇

時間:2024-02-27 14:13:32來源:知乎-萬泰說電機(jī)

導(dǎo)語:?根據(jù)繞組線圈元件邊在槽內(nèi)的不同布置形式,電機(jī)繞組可分為單層繞組、雙層繞組和單雙層混合繞組,具體情況如下:

一、單層繞組

定義:每個定子槽內(nèi)只嵌置一個線圈有效邊的繞組,線圈總數(shù)是電機(jī)總槽數(shù)一半。

優(yōu)點(diǎn):

a、繞組線圈少工藝比較簡單。

b、沒有層間絕緣故槽的利用率高。

c、單層結(jié)構(gòu)不會發(fā)生相間擊穿故障。

缺點(diǎn):繞組產(chǎn)生的電磁波形不夠理想,電機(jī)的鐵損和噪音都較大且起動性能也稍差。

應(yīng)用范圍:一般只用于小容量異步電動機(jī)中。

分類:

a、鏈?zhǔn)嚼@組:由具有相同形狀和寬度的單層線圈元件所組成,特點(diǎn)是繞組線圈一環(huán)套一環(huán),形如長鏈。主要用于每極每相槽數(shù)的小型三相異步電動機(jī)中。優(yōu)點(diǎn)是線圈大小相同,制造方便,線圈可采用短距,端部較短。

單層鏈?zhǔn)嚼@組應(yīng)特別注意的是其線圈節(jié)距必須為奇數(shù),否則該繞組將無法排列布置。

b、交叉鏈?zhǔn)嚼@組:交叉鏈?zhǔn)嚼@組與鏈?zhǔn)嚼@組的排列方法相同,但其極相組內(nèi)的線圈數(shù)不相等且線圈的節(jié)距也不相等,當(dāng)每極每相槽數(shù)為大于2的奇數(shù)時鏈?zhǔn)嚼@組將無法排列布置,此時就需采用具有單、雙線圈的交叉鏈?zhǔn)嚼@組。

c、同心式繞組:該繞組在同一極相組內(nèi)是由節(jié)距不等的大小線圈組成。極相組內(nèi)的所有線圈圍抱同一圓心而得名,主要用于2極異步電機(jī)中,下線方便,同一相兩組線圈的端部互相錯開,重疊層小,便于布置,散熱較好。

d、交叉同心式繞組:當(dāng)每極每相槽數(shù)為大于2的偶數(shù)時則采用交叉同心式繞組的形式。優(yōu)點(diǎn)為繞組的繞線、嵌線較為簡單,缺點(diǎn)為線圈端部過長耗用導(dǎo)線過多?,F(xiàn)偶有用在小容量2極4極電動機(jī)以外,目前很少采用。

二、雙層繞組

定義:每槽均嵌放有兩個線圈元件邊,當(dāng)線圈元件的一個線圈邊嵌放在某一槽內(nèi)的下層,其另一個線圈邊則放在另一槽內(nèi)的上層。線圈數(shù)和槽數(shù)正好相等。

優(yōu)點(diǎn):

a、可以選擇最有利的節(jié)距,并同時采用分布繞組,來改善電動勢和磁動勢的波形。

b、可用分?jǐn)?shù)槽繞組來削弱高次諧波。

c、電動機(jī)的電磁性能、力能指標(biāo)及起動特性都比單層繞組好。

d、所有線圈節(jié)距相同,繞制方便。

e、線圈端部變形小,易整形,且端部排列整齊有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。

缺點(diǎn):

c、線圈數(shù)比單層繞組多一倍,故嵌線費(fèi)工。

b、在同一槽內(nèi)由于嵌入異相線圈邊,與單層繞組相比容易造成短路故障。

c、層間需加絕緣,槽滿率較低。

應(yīng)用范圍:較大容量的電機(jī)基本可采用雙層繞組,大中型電機(jī)一般也采用雙層繞組。

分類:

a、雙層疊繞組

疊繞組的每個槽內(nèi)均嵌放兩個線圈元件邊分上下層布置,每個線圈的兩元件邊分處于繞組節(jié)距兩槽的上、下層,即繞制時,任何兩個相鄰的線圈都是后一個“緊疊”在另一個上面。普遍應(yīng)用于三相異步電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組中。

疊繞組可以靈活的選擇線圈節(jié)距來改善電動勢和磁動勢波形,制造方便但整體嵌線比較困難,尤其是電機(jī)的最后幾個線圈。短距線圈可節(jié)約端部用銅,但由于線圈組間連線較多,極數(shù)多的時候耗銅量較大。電氣性能優(yōu)良。

b、雙層波繞組

波繞組的線圈一般是單匝,就是任何兩個線圈沿線制方向像波浪似的前進(jìn),主要特點(diǎn)是一個線圈和相鄰?fù)源艠O下的線圈相串聯(lián)。以減少線圈組之間的連接線,因此多用于水輪發(fā)電機(jī)的電子繞組和感應(yīng)電機(jī)的繞線型轉(zhuǎn)子繞組中。但由于波繞組線圈多采用扁銅導(dǎo)線彎制而成,故其制造工藝較為復(fù)雜。

三、單雙層混合繞組

定義:實(shí)質(zhì)上是短距雙層繞組的變形,將短距同相同槽的上下層線圈除去層間絕緣條合并為單層邊,而上下層不同相的槽仍保持為雙層邊,并將它們的端部按槽內(nèi)電流流動方向的需要重新連接,就變成了單雙層混合繞組。

優(yōu)點(diǎn):單雙層繞組使用在不同場合可顯現(xiàn)其不同的特點(diǎn)和特性,可起到提高電動機(jī)效率、降低溫度、改善啟動特性、節(jié)省繞組用銅等效果。

注意:

a、單雙層混合繞組最適于由雙層疊繞等效變化得到,不建議由單層繞組改進(jìn),會降低基波繞組系數(shù),而且還得重新繞制線圈和嵌制,浪費(fèi)時間。

b、每極每相槽數(shù)≤2的繞組不建議改成單雙層混合繞組,因為變換前后的繞組跨距并不能減小,無法節(jié)材節(jié)能。

c、每相每槽為分?jǐn)?shù)的繞組(分母≥4時)也不建議改成單雙層混合繞組,因為相于相之間,同相的極相組之間均存在不對稱分布,如果要改成單雙層繞組,繞組和嵌線很不方便且平均跨距并不會比雙層繞組短。

四、對比

1、有些特殊需要,如變極等,雙層繞組可以做到而單層繞組不行。

2、雙層繞組比單層繞組更加省錢。

3、臨界低電壓的時候,雙層繞組可以啟動,而單層繞組不行。

4、雙層繞組上下繞組有時候不一定是一相,因此單層繞組的相間絕緣比雙層繞組的好。


標(biāo)簽: 新能源汽車

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