三相异步电动机定子绕组在定子铁心槽内嵌放的形式是多种多样的,一般有以下的分类方法:
1)按定子铁心槽内线圈有效边层数分类,有单层绕组、双层绕组和单双层混合绕组三种。
2)按每极每相槽数 q 分类,有整数槽绕组( q 为整数)和分数槽绕组( q 为分数)两种。
3)按线圈形状和端部连接方式分类,单层绕组又可分为同心式绕组、链式绕组和交叉式绕组等;双层绕组又可分为叠式绕组(简称叠绕组)和波式绕组(简称波绕组)等。
4)按相带分类,有60°相带绕组和120°相带绕组等。
(1)单层绕组的特点
单层绕组是指 定子铁心每个槽中仅嵌入一个有效边的绕组。 单层绕组的 线圈数目等于定子槽数的一半,即一个线圈占两个槽。 这种绕组的线圈数量最少、定子铁心槽中不需要层间绝缘,槽的利用率高,嵌线方便,节省工时。但感应电动势和磁动势的波形比双层短距绕组稍差,导致电动机的性能稍差,故一般用于10kW以下的小功率电动机中。
(2)双层绕组的特点
双层绕组是指 定子铁心槽内分上下两层嵌放两个有效边的绕组。 线圈的一个有效边嵌放在某一个槽的上层,另一个有效边则嵌放在相隔 y 槽( y 为线圈节距)的下层。 每个槽内上下两层之间必须用层间绝缘隔开。双层绕组的线圈数目恰好等于定子槽数。
双层绕组的优点是可以选用合适的短距绕组,来改善电动势和磁动势的波形,使之接近正弦波形,从而改善电动机的电气性能。而且采用短距绕组可以节省电磁线,也可以减小绕组的漏电抗。另外,双层绕组 所有线圈的形状、几何尺寸都相同, 便于绕制,而且线圈端部排列整齐,有利于散热和增强机械强度。因此, 一般较大功率的电动机多采用双层绕组。 双层绕组的缺点是线圈的数目多(比单层绕组多一倍),嵌线费工时。另外,双层绕组有发生槽内相间击穿短路故障的可能性(因为有的定子铁心槽内上下层有效边不属于同一相)。
根据线圈的形状和连接规律,双层绕组又可分为双层叠式绕组和双层波式绕组。图2-3是这两类绕组的线圈示意图。常见的中小型三相异步电动机大多采用双层叠式绕组;而对于极数多、支路电流大的交流电动机,为节约线圈组之间连接线的用铜量,常采用双层波式绕组。
图2-3 双层绕组示意图