电机导电系统中,绕组的核心功能及控制要点

2020-12-22 14:22:56 瑞安绝缘材料有限公司 11

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绕组是电动机进行电磁能量转换与传递,从而实现将电能转化为机械能的核心部件,是电动机最重要的电气组件,恰恰又是电动机最为脆弱、容易出现故障的部分。在电动机的修理作业中大多数是绕组修理:对于笼型电机,只有定子绕组;而对于绕线式转子电机,则还有转子绕组。

电机的定子部分主要包括机座、定子铁芯和定子绕组,经过线圈绕制、嵌线和绝缘处理,定子绕组与定子铁芯结合为一个牢固整体。在电机运行中,定子作为电磁能量转换与传递的载体,通过气隙磁场将输入到绕组的电能传递到转子并转化为驱动工作机械的机械能。

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绕组分类及适用性

为了获得尽可能趋近于正弦波的磁势波,三相电机的三相绕组总是按工作谐波幅值最大、谐波含量最小、空间上互差120度电角度的原则分散布置在电机的铁芯槽内。基于上述原则,通常采用所谓的分布式短距绕组。

短距或长距的概念是以电机的极距为参照提出的。当绕组节距小于、等于、大于电机极距时,对应的绕组则分别为短矩、整距和长距绕组。三相单速电机定子绕组多采用短距绕组和整距绕组,单绕组变极多速电机会用到长距绕组。从电气角度看,长距绕组等效于短距绕组,故而只有单绕组变极多速这种特殊场合才会选择长距,尽可能缩短绕组端部长度。

按照同一铁芯槽内安放的绕组层数分类,又可分为单层、双层和单双层绕组。一般小电机均采用单层绕组,即一个铁芯槽内只有一层线圈;功率稍大一些的电机,一般会在同一铁芯槽内安放两层绕组。对于同槽异相的两层绕组之间必须通过层间绝缘进行可靠隔离;同槽同相的两层绕组之间可以去掉层间绝缘。同槽异相维持原状、同槽同相两层合并为一层后演化为单双层绕组。

按照每极每相槽数分类,又可以分为整数槽和分数槽;按照绕组相带分类又可分为30度、60度、120度相带和大小相带绕组。按绕组端部结构或槽内各有效导体间的连接方式分类,又可将电机绕组分为迭绕组、同心绕组和波绕组。

绕组线圈性能及有效性分析

绕组线圈由直线边与端部组成,直线边部分是被置放于铁芯槽内进行能量传递的有效部分,而端部只起到两直线边的连接作用,从理论上分析,端部越短越好。

当电机电流较大时,就必须有较大截面的导体承载电流。为了便于线圈的绕制及嵌线,通常不采用单根大截面导线,而用截面较小的多根导线合并在一起绕制线圈。

对于大电流电动机,还可采用增加绕组并联路数的方法。但要特别注意,每个支路的串联导体总数、电阻值和电角度应相同,否则会产生环流导致电机过热问题。

对于任何一个电机企业,设计、工艺与制造的综合水平确立了电机的质量水准。设计确定电机的先天格局,工艺和制造确保设计构想的实现,反过来基于工艺和制造装备的设计才更具实际应用效果。随着自动化设备不断地进入生产制造过程,适应无人化智能设备的绕组型式多元化系列设计越来越重要,只是一些生产批量少、有特殊要求的绕组依然由人工实现。


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