新聞主題	發(fā)電機單層和雙層繞組的參數有何區別

 

一、繞組的基本參數

１、機械角度與電氣角度

發(fā)電機繞組分布鐵心槽內時(shí)必須按一定規律嵌放與聯(lián)接，才能輸出對稱(chēng)的正弦交流電或產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)。除與其它一些參數有關(guān)外，反映各線(xiàn)圈和繞組間相對位置的規律時(shí)，我們還要用到電氣用度這個(gè)概念。從機械學(xué)中知道可以把圓等分成360°，這個(gè)360°就是平常所說(shuō)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上等分為360°,也就是導體空間經(jīng)過(guò)一對磁極時(shí)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發(fā)電機中的關(guān)系為：電氣角度α＝極對數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?xún)葓A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(lái)計算。通常極距有兩種表示方法，一種是以長(cháng)度表示；另一種則以槽數表示，習慣上以槽數表示的較多。

３、節距

發(fā)電機繞組每個(gè)線(xiàn)圈兩元件邊之間所跨占到的鐵心槽數叫做節距，也稱(chēng)跨距。當線(xiàn)圈元件節距等于極距對稱(chēng)為全距繞組；線(xiàn)圈元件節距小于極距時(shí)則稱(chēng)短距繞組；而當線(xiàn)圈元件節距大于極距時(shí)則稱(chēng)長(cháng)距繞組。由于短距繞組具有端部較短電磁線(xiàn)用料省和功率因數較高等許多優(yōu)點(diǎn)，因而在應用較多的雙層疊繞組中無(wú)一例外的都采用短距繞組。

4、繞組系數

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。

5、槽距角

發(fā)電機鐵心兩相鄰槽之間的電氣角度稱(chēng)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(gè)磁極所占的區域，通常用電氣角度或槽數表示。如果將三相發(fā)電機處在每一對磁極下的繞組分成六個(gè)區域則每極下三個(gè)。由于槽距角α=360°P/Z如該發(fā)電機為4極24槽故每相每區域的寬度為qα=Z/6P*360P/Z=60°，按這樣分布繞嵌的繞組就稱(chēng)為60°相帶繞組。因60°連續相帶繞組所具有明顯優(yōu)勢，故在三相發(fā)電機中絕大多數都采用這種繞組。

7、每極每相槽數

每極每相槽數是指每相繞組在每一個(gè)磁極所分占的槽數，每極每相繞組內應繞的線(xiàn)圈數就依據它確定。即

 q=Z/2Pm    

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

8、每槽導體數

發(fā)電機繞組的每槽導體數應為整數，雙層繞組的每槽導體數還應為偶數整數。繞線(xiàn)轉子繞組的每槽導體數由其開(kāi)路電壓確定，中型發(fā)電機繞線(xiàn)轉子的每槽導體數須等于2。定子繞組的每槽導體數可由下式計算：  

                 N_S1=N_Φ1m1a1/Z1       

 N_S1 ：定子繞組每槽導體數；    N_Φ1：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(lián)支路數；       Z1：定子槽數。  

9、每相串聯(lián)導體數

每相串聯(lián)導體數是指發(fā)電機內每相繞組串聯(lián)的總線(xiàn)匝數。不過(guò)該串聯(lián)總線(xiàn)匝數與每相繞組內的并聯(lián)支路數有關(guān)，如發(fā)電機的并聯(lián)支路數為1路接法，那么該發(fā)電機各極下線(xiàn)圈所有串聯(lián)線(xiàn)匝數均應相加而成為相繞組的總線(xiàn)匝數。如發(fā)電機的每相繞組內有多條并聯(lián)支路數，即發(fā)電機為2路接法、3路接法等，此時(shí)每相串聯(lián)導體數則只能以其中一路繞組所串聯(lián)的線(xiàn)匝數為準。因為相繞組內各支路中的串聯(lián)線(xiàn)匝數是相同的，并聯(lián)起來(lái)接成相繞組后其串聯(lián)線(xiàn)匝是不可能增加。

10、總線(xiàn)圈數

 

發(fā)電機內的繞組是由各種大小不一形狀各異的線(xiàn)圈組成的。由于每線(xiàn)圈都有兩個(gè)元件邊嵌入鐵心槽內，也就是說(shuō)每個(gè)線(xiàn)圈要嵌入兩個(gè)槽。在單層繞組中因每槽內只嵌一個(gè)線(xiàn)圈元件邊，所以總線(xiàn)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(gè)線(xiàn)圈元件邊，因此它的總線(xiàn)圈數就等于的鐵心槽數。

二、單層繞組

所謂三相單層繞組，就是在一個(gè)槽中只嵌放一個(gè)線(xiàn)圈邊的繞組，整個(gè)繞組的線(xiàn)圈數等于定子總槽數的一半。由于發(fā)電機組成線(xiàn)圈和線(xiàn)圈組的方法不同，所連成的單層繞組通常有同心式、鏈式和交叉式三種形式。

1、同心式繞組

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

2、鏈式繞組

鏈式繞組是由形狀、幾何尺寸和節距相同線(xiàn)圈連接而成。

3、交叉式繞組

交叉式繞組是由形狀相同的線(xiàn)圈連接而成，但同一相線(xiàn)圈端部有交叉的繞組。

由以上分析可以看出，不論是同心式、鏈式和交叉式發(fā)電機繞組，雖然線(xiàn)圈的節距在不同形式的繞組中是不一樣的，但就電勢的角度看，線(xiàn)圈都是屬于由兩個(gè)相差180°電角度的相帶中的導體所組成。所以，單層繞組實(shí)質(zhì)上是短距分布繞組。

 

4極24槽單疊繞組發(fā)電機展開(kāi)圖

4極24槽單疊繞組發(fā)電機嵌線(xiàn)圖

 

 

三、雙層繞組

發(fā)電機每槽內分上、下兩層分別放一個(gè)線(xiàn)圈邊的繞組稱(chēng)雙層繞組。線(xiàn)圈的一個(gè)邊嵌在某一槽的上層，另一個(gè)邊則嵌在相隔衛槽的下層，整個(gè)多組的線(xiàn)圈數正好等于槽數。

雙層繞組的主要優(yōu)點(diǎn)如下。

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

② 所有線(xiàn)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別

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

1、元件放置不同：發(fā)電機單層繞組一個(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：發(fā)電機單層繞組無(wú)法完成的雙層繞組可以做到，如分數槽，變極等。

 

3、特點(diǎn)不同：發(fā)電機單層繞組線(xiàn)圈少工藝比較簡(jiǎn)單；沒(méi)有層間絕緣故槽的利用率高；單層結構不會(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，發(fā)電機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異步發(fā)電機中。

 

 

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