知識分享 || 電機繞組的基本知識

電機繞組分布鐵心槽內時必須按一定規律嵌放與聯接，才能輸出對稱的正弦交流電或產生旋轉磁場。除與其它一些參數有關外，反映各線圈和繞組間相對位置的規律時，我們還要用到電氣用度這個概念。從機械學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。而在電工學中計量電磁關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上等分為360°，也就是導體空間經過一對磁極時在電磁上相應變化了360°電氣角度。因此，電氣角度與機械角度在電機中的關系為：電氣角度α＝極對數xＰx360°。例如，對于二極電機，極對數p=1,這時電角度等于機械角度，對于四極電機，p=2,這時電動機一個圓周有兩對磁極，對應的電角度為2×360°＝720°。以此類推。

繞組的極距是指每磁極所占鐵心圓周表面的距離。一般常指電機鐵心相鄰兩磁極中心所跨占的槽距，定子鐵心以內圓氣隙表面的槽距計算；轉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；另一種則以槽數表示，習慣上以槽數表示的較多，一般極距用τ=Z1/2p。

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

繞組系數是指交流分布繞組的短距系數和分布系數的乘積，即：Kdp1=Kd1Kp1。

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，即α=總電角度/z1=p×360°/z1。

相帶就是指每相繞組在每一個磁極所占的區域，通常用電氣角度或槽數表示。如果將三相電機處在每一對磁極下的繞組分成六個區域則每極下三個。由于槽距角α=360°P/Z如該電機為4極24槽故每相每區域的寬度為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°連續相帶繞組所具有明顯優勢，故在三相電機中絕大多數都采用這種繞組。

每極每相槽數是指每相繞組在每一個磁極所分占的槽數，每極每相繞組內應繞的線圈數就依據它確定。即：q=Z/2Pm  。

Z：鐵心槽數；2P：電機極數；m：電機相數。

計算結果，若q為整數，稱為整數槽繞組；若q為分數，稱為分數槽繞組。

NS1 ：定子繞組每槽導體數；

NΦ1：按氣隙磁密計算的每槽導體數；

m1：定子繞組相數；

a1：定子繞組并聯支路數；

Z1：定子槽數。 

每相串聯導體數是指電機內每相繞組串聯的總線匝數。不過該串聯總線匝數與每相繞組內的并聯支路數有關，如電機的并聯支路數為1路接法，那么該電機各極下線圈所有串聯線匝數均應相加而成為相繞組的總線匝數。如電機的每相繞組內有多條并聯支路數，即電機為2路接法、3路接法等，此時每相串聯導體數則只能以其中一路繞組所串聯的線匝數為準。因為相繞組內各支路中的串聯線匝數是相同的，并聯起來接成相繞組后其串聯線匝是不可能增加。

電機內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，也就是說每個線圈要嵌入兩個槽。在單層繞組中因每槽內只嵌一個線圈元件邊，所以總線圈數就只等于總槽數的一半；雙層繞組中因每槽內上下層要嵌入兩個線圈元件邊，因此它的總線圈數就等于的鐵心槽數。