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新聞主題 |
發(fā)電機(jī)單層繞組和雙層繞組的區(qū)別 |
摘要：發(fā)電機(jī)雙層繞組即兩個(gè)線圈側(cè)確實(shí)放置在每個(gè)槽中，但也有單層和雙層繞組的形式。從這種繞組的形式來(lái)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(fā)電機(jī)繞組本質(zhì)上是雙層的。應(yīng)當(dāng)看到或理解，單層槽中的另一線圈側(cè)并非不存在，但根據(jù)發(fā)電機(jī)電氣性能的要求，該線圈側(cè)的匝數(shù)較小且可忽略不計(jì)，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(shí)，仍應(yīng)按照雙層繞組布置技術(shù)原則進(jìn)行。
一、 三相單層繞組
1、概念及特點(diǎn)：
單層繞組每槽只有一個(gè)線圈邊，所以線圈數(shù)等于槽數(shù)的一半。這種繞組下線方便，槽利用率高(無(wú)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(fā)電機(jī)中，很少在大、中型發(fā)電機(jī)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?zhǔn)胶徒徊媸降刃褪健?/span>
（1）等元件式整距疊繞組
如圖1所示，每個(gè)定子槽內(nèi)只嵌置一個(gè)線圈有效邊，所有線圈節(jié)距相同。單層繞組的線圈數(shù)目少，嵌線省時(shí)，但電氣性能較差。適用于小型交流發(fā)電機(jī)，尤其是感應(yīng)發(fā)電機(jī)。
（2）單層鏈?zhǔn)嚼@組
如圖2所示，鏈?zhǔn)嚼@組是由相同節(jié)距的線圈組成的，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是繞組線圈一環(huán)套一環(huán)，形如長(zhǎng)鏈。
鏈?zhǔn)嚼@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(diǎn)：鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)線圈節(jié)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(fā)電機(jī)。節(jié)距均為1~6（槽）。
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圖1 發(fā)電機(jī)單層等元件式繞組A相展開(kāi)圖 |
圖2 發(fā)電機(jī)單層鏈?zhǔn)嚼@組A相展開(kāi)圖 |
（3）單層同心式繞組
如圖3所示，由節(jié)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(diǎn)：同心式繞組端部連線較長(zhǎng)，嵌線較方便，適用于q=4、6、8等偶數(shù)的2極小型三相發(fā)電機(jī)節(jié)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(shù)不等，節(jié)距不同的兩種線圈交叉排列構(gòu)成。
特點(diǎn)：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(jié)省材料，并且省銅。
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圖3 發(fā)電機(jī)單層同心式繞組A相展開(kāi)圖 |
圖4 發(fā)電機(jī)單層交叉式繞組A相展開(kāi)圖 |
二、 三相雙層繞組
1、概念及特點(diǎn)：
雙層繞組每個(gè)槽內(nèi)有上、下兩個(gè)線圈邊，分別稱為上層邊和下層邊。一個(gè)線圈的一個(gè)邊放在某槽的上層，另一個(gè)邊則放在下層。在雙層繞組中線圈數(shù)正好等于槽數(shù)。對(duì)于10kw以上的三相交流發(fā)電機(jī)，其定子繞組一般均采用雙層繞組。
2、分類：
根據(jù)線圈的形狀和連接規(guī)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(gè)相鄰的線圈都是后一個(gè)疊在前一個(gè)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(lái)，構(gòu)成相繞組，如圖5所示，圖中實(shí)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(dòng)勢(shì)相位相反，電流方向也相反，應(yīng)將極相組A和極相組X反向串聯(lián)或反向并聯(lián)。
繞組的分支:
如圖6所示，由于每相的極相組數(shù)等于極數(shù)，所以雙層疊繞組的最大并聯(lián)支路數(shù)等于2p。實(shí)際支路數(shù)通常小于2p，且2p必須是a的整數(shù)倍。
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圖5 發(fā)電機(jī)三相雙層疊繞組A相展開(kāi)圖 |
圖6 發(fā)電機(jī)三相雙層疊繞組A相分支 |
（2）波繞組
兩個(gè)相鄰的線圈成波浪形前進(jìn)，如圖7所示，波繞組的連接規(guī)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(lián)起來(lái)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(lián)起來(lái)，組成另一組，最后根據(jù)需要把這兩組接成串聯(lián)或并聯(lián)。構(gòu)成相繞組。
若A相從3號(hào)線圈起，則3號(hào)線圈一導(dǎo)體邊放在3號(hào)槽上層用實(shí)線表示，另一導(dǎo)體邊放在11號(hào)槽下層用虛線表示（y1=8）然根據(jù)y =18,3號(hào)線圈應(yīng)與21號(hào)線圈連接，其繞組展開(kāi)圖如圖8所示。
繞組的分支
單波繞組最大只有兩條并聯(lián)支路，而與主極數(shù)目無(wú)關(guān)。這是單波繞組的特點(diǎn)，即a＝2或 a＝1。
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圖7 三相發(fā)電機(jī)波繞線圈節(jié)距示意圖 |
圖8 發(fā)電機(jī)三相雙層波繞組A相展開(kāi)圖 |
● 除單疊、單波繞組外
復(fù)疊繞組：兩個(gè)單疊繞組互相間隔嵌入槽內(nèi)
復(fù)波繞組：兩個(gè)單波繞組互相間隔潛入槽內(nèi)
混合繞組：一個(gè)單疊和一個(gè)單波繞組（蛙型）
● 應(yīng)用
單波繞組支路最少，用于小容量發(fā)電機(jī)和電壓較高或轉(zhuǎn)速較低的發(fā)電機(jī)
復(fù)波繞組可用于多極數(shù)、低速的大中型發(fā)電機(jī)
單疊繞組的支路數(shù)比波繞組多，主要用于中等容量、正常電壓和轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)
復(fù)疊繞組用于大容量或低壓、大電流的發(fā)電機(jī)
蛙型繞組常用在轉(zhuǎn)速較高、換向困難的大型直流發(fā)電機(jī)
三、單層繞組和雙層繞組區(qū)別
1、元件放置不同：?jiǎn)螌永@組一個(gè)槽中只放一個(gè)元件邊，雙層繞組一個(gè)槽中放兩個(gè)元件邊。
2、功能不同：?jiǎn)螌永@組無(wú)法完成的雙層繞組可以做到，如分?jǐn)?shù)槽，變極等。
3、特點(diǎn)不同：
（1）單層繞組優(yōu)缺點(diǎn)
① 單層繞組線圈少工藝比較簡(jiǎn)單；
② 沒(méi)有層間絕緣故槽的利用率高；
③ 單層結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生相間擊穿故障等。
缺點(diǎn)則是：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(dòng)性能也稍差，故單層繞組一般只用于小容量發(fā)電機(jī)中。
（2）雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)
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?jǐn)?shù)槽繞組來(lái)削弱高次諧波等。在使用雙層繞組后發(fā)電機(jī)的電磁性能、力能指標(biāo)及起動(dòng)特性都比單層繞組好。雙層繞組的鐵心槽內(nèi)每槽均嵌放有兩個(gè)線圈元件邊，當(dāng)線圈元件的一個(gè)線圈邊嵌放在某一槽內(nèi)的下層，其另一個(gè)線圈邊則放在另一槽內(nèi)的上層，雙層繞組有疊繞組和波繞組兩種。
① 相對(duì)來(lái)講，雙層繞組較省線。
② 臨界低電壓時(shí)，雙層繞組能起動(dòng)，而單層繞組不能起動(dòng)。
③ 雙層繞組上下繞組有時(shí)不一定是一相，相對(duì)來(lái)講，相間絕緣就沒(méi)有單層繞組做的好。
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