三相异步电动机定子绕组接线圆图(又称定子绕组接线简图或定子绕组接线图)重点描述的是 三相绕组中各个极相组(线圈组)之间的连接方法,以及各相绕组首末端引出线的位置等。 定子绕组接线圆图的主要特点如下:
1)定子绕组接线圆图的绘制方法简单,易于识读。
2)定子绕组接线圆图的形状为一个圆环,该圆环由许多圆弧构成。
3)定子绕组接线圆图中的每一段圆弧代表一个极相组(线圈组)。例如,三相四极双层绕组接线圆图如图2-16和图2-17所示。
图2-16 三相四极双层叠式绕组接线圆图(1)( Z 1 =36,2 p =4, a =1)
图2-17 三相四极双层叠式绕组接线圆图(2)( Z 1 =36,2 p =4, a =1)
4)利用定子绕组接线圆图,可以了解该电动机极数2 p 、定子绕组极相组(线圈组)个数以及各个极相组(线圈组)之间的连接规律。
5)利用定子绕组接线圆图,可以了解该电动机定子绕组的并联支路数 a 以及各相绕组首末端引出线的位置。
6)利用定子绕组接线圆图,可以了解各个极相组(线圈组)所包含的线圈号(或线圈上层边所在的槽号),但是不能了解线圈的节距 y 。
设每相绕组有 n 个极相组(线圈组)。
1)根据三相绕组总的线圈组个数3 n ,画出3 n 段“ ”圆弧,构成一个圆环。将未涂色的一端称为该线圈组的首端(又称该线圈组的头);将已涂色的一端称为该线圈组的末端(又称该线圈组的尾)。当然也可以将已涂色的一端称为该线圈组的首端,将未涂色的一端称为该线圈组的末端,但在整个绕组接线圆图中,表示的方法应一致。
也可以根据三相绕组总的线圈组个数3 n ,画出3 n 段圆弧,构成一个圆环。以逆时针方向观察各段圆弧,将先观察到的一端称为该线圈组的首端(又称该线圈组的头);将后观察到的一端称为该线圈组的末端(又称该线圈组的尾)。也可以以顺时针方向观察各段圆弧,将先观察到的一端称为该线圈组的首端,将后观察到的一端称为该线圈组的末端,但在整个绕组接线圆图中,表示的方法应一致。
2)沿逆时针(或顺时针)方向,在各段圆弧上标注其所属相别:
对于 60°相带 的绕组其排列顺序为: A、Z、B、X、C、Y、A、Z、B、X、C、Y……
对于 120°相带 的绕组其排列顺序为: A、B、C、A、B、C……
3)标注各个线圈组中电流的正方向,其标注原则是, 相邻的极相组,同相电流方向相同,异相电流方向相反, 即表示电流方向的箭头应该为一正一反、一正一反……
4)连接属于A相绕组的各个极相组(线圈组)。首先确定A相的首端A,然后根据并联支路数 a 和极相组(线圈组)中的电流方向,完成A相绕组的连接。
5)根据极相组(线圈组)中的电流正方向,确定B、C相绕组的首端,然后根据并联支路数 a 和极相组(线圈组)中的电流方向,连接属于B、C相绕组的各个极相组(线圈组)。
例2-4 已知一台三相异步电动机的定子绕组接线圆图如图2-18所示,该绕组为60°相带的绕组。试判断该电动机定子绕组的接线规律、种类、并联支路数 a 、极数2 p 、绕组的层数、定子槽数 Z 1 ,并判断绕组的型式。
图2-18 三相四极双层叠式绕组接线圆图( Z 1 =36,2 p =4, a =2)
解:
(1)观察极相组(线圈组)之间的连接规律,判断绕组的种类
由于图2-18中各个极相组(线圈组)之间的连接规律是“头接头,尾接尾”,所以该绕组为显极式绕组[即电动机的极数等于每相绕组的线圈组数,因为这种情况下,各个极相组(线圈组)之间的连接规律是“头接头,尾接尾”]。
(2)根据每相绕组中各个极相组(线圈组)之间的连接,判断绕组的并联支路数 a
以A相绕组为例,从该相绕组的首端A开始观察,发现是依次将A相绕组的全部线圈组串联成两条支路,直至该相绕组的末端X,所以该电动机的并联支路数 a =2。
(3)观察每相极相组(线圈组)的个数 n ,判断电动机的极数2 p
因为图2-18所示的三相交流电动机总共有12个极相组(线圈组),所以每相的极相组(线圈组)的个数 。
因为绕组为显极式绕组,所以有
(4)根据极相组(线圈组)旁标出的数字,判断绕组的层数
因为在整个绕组接线图中,极相组(线圈组)旁标出的数字是连续的,表示每个定子槽内都有线圈的上层边,所以该绕组应为双层绕组。
(5)根据极相组(线圈组)旁标出的数字和绕组的层数,判断定子槽数 Z 1
因为对于双层绕组,极相组(线圈组)旁标出的最大数字即为定子槽数 Z 1 ,所以该电动机的定子槽数 Z 1 =36。
(6)根据定子槽数 Z 1 和电动机的极数2 p ,计算每极每相槽数 q
因为该绕组为60°相带的绕组,所以该电动机每极每相槽数 q 为
(7)根据线圈的结构特点,判断绕组的型式
因为该电动机是双层绕组,如果该电动机是中小型三相异步电动机,估计是三相双层叠式绕组。
例2-5 已知一台三相异步电动机的定子绕组接线圆图如图2-19所示,该绕组为60°相带的绕组。试判断该电动机定子绕组的接线规律、种类、并联支路数 a 、极数2 p 、绕组的层数、定子槽数 Z 1 ,并判断绕组的型式。
解:
(1)观察极相组(线圈组)之间的连接规律,判断绕组的种类
由于图2-19中各个极相组(线圈组)之间的连接规律是“头接头,尾接尾”,所以该绕组为显极式绕组。
(2)根据每相绕组中各个极相组(线圈组)之间的连接,判断绕组的并联支路数 a
以A相绕组为例,从该相绕组的首端A开始观察,发现是将A相绕组的全部线圈组串联成了一条支路,直至该相绕组的末端X,所以该电动机的并联支路数 a =1。
(3)观察每相极相组(线圈组)的个数 n ,判断电动机的极数2 p
因为图2-19所示的三相交流电动机,总共有6个极相组(线圈组),所以每相的极相组(线圈组)的个数 。
图2-19 三相单层同心式绕组接线圆图( Z 1 =36,2 p =2, a =1)
因为绕组为显极式绕组,所以有
(4)根据极相组(线圈组)旁标出的数字,判断绕组的层数
因为在整个绕组接线图中,极相组(线圈组)旁标出的数字是断续的,则表示有的定子槽内有线圈的“上层边”,有的定子槽内没有线圈的“上层边”,所以该绕组应为单层绕组(或单双层混合绕组)。
(5)根据极相组(线圈组)旁标出的数字和绕组的层数,判断定子槽数 Z 1
因为对于单层绕组(或单双层混合绕组),极相组(线圈组)旁标出的最大数字为33,所以参考定子常用槽数,得出该电动机的定子槽数 Z 1 =36。
(6)根据定子槽数 Z 1 和电动机的极数2 p ,计算每极每相槽数 q
因为该绕组为60°相带的绕组,所以该电动机每极每相槽数 q 为
(7)根据线圈的结构特点,判断绕组的型式
因为该电动机的每极每相槽数 q =6,而且每个线圈组均由三个线圈构成、每相绕组的线圈组的个数等于电动机的极数2 p ,所以估计该电动机为单层同心式绕组。