CN1113359A

CN1113359A - 三相交流绕组的嵌线方法

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Publication number: CN1113359A
Application number: CN 95101093
Authority: CN
Inventors: 林哲民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-01
Filing date: 1995-01-01
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2015-01-01
Also published as: CN1057878C

Abstract

一种三相交流绕组的嵌线方法，其共同特征是嵌线工作分组分阶段进行，且绕组的平均节距小于极距，三相平衡，其中无起把线圈嵌线法，嵌线时无起把线圈，绕组的端部呈花瓣形状；分层嵌线方法，铁芯槽中下层有效边与下层有效边组成线圈，上层有效边与上层有效边组成线圈；分槽嵌线方法，一部分槽中绕组先嵌线，另一部分绕组后嵌线，这些嵌线方法的优点是取消或减少起把线圈的数目，以扩大施工空间使嵌线容易进行，且绕组端部的长度缩短。

Description

本发明涉及三相交流绕组的嵌线方法。

嵌线工作是把备制好的线圈组，安放到电枢铁芯槽中的过程，所谓嵌线方法是放置线圈各有效边到各个铁芯槽中去的次序，次序不同，各线圈有效边在铁芯槽中的排列也不同，端部的样子也不同。如果二种嵌线次序得到的各线圈有效边在铁芯槽的排列和端部的样子一样，我们就说这二种嵌线次序是同样的嵌线方法。

目前三相交流绕组通常采用的是逐相带、不分阶段、有起把线圈的嵌线方法，它的嵌线过程是：先嵌第一相的一组线圈的一端有效边，另一端有效边暂时不嵌，后退一个相带，嵌另一相一组线圈，也只嵌一端有效边，另一端暂时不嵌。对单层和单双层绕组来说，从第三相开始就可以将线圈的二个有效边同时嵌入铁芯槽中去了。对双层绕组来说，一直要到另一端有效边的槽已经放好了别的线圈的有效边时，才可以把线圈的二个有效边同时放入铁芯槽中去，以后嵌线时就可将线圈二个有效边同时嵌入铁芯槽中了。嵌线过程中暂时只能嵌一个有效边的线圈叫起把线圈，这些起把线圈的另一个有效边，一直要等到嵌线工作接近一个嵌线阶段时才依次嵌入铁芯槽中去。目前的逐相带嵌线方法不分阶段，起把线圈的另一个有效边一直要等到嵌线工作接近完成时才依次嵌入铁芯槽中去。这种嵌线方法是一种短节距嵌线方法，由于有起把线圈，占据了许多施工空间，妨害了嵌线工作，而且这种嵌线法还会使双层绕组人为地增加绕组的平均节距，得到的绕组端部刚度大导致其线圈端接部分增长。除这种嵌线法外还有二种嵌线方法，一种叫二平面嵌线法，它无起把线圈，但所得到的绕组的平均节距为极距，它是全节距嵌线方法。还有一种嵌线方法叫三平面嵌线方法，它也是无起把线圈，短节距嵌线方法，但它是一种逐相嵌线方法，嵌线时先把某一相绕组的所有线圈嵌入槽中，再嵌另一相所有线圈，嵌完三相线圈为止，这种嵌线方法只能用于单层绕组。

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种改进的三相交流绕组的嵌线方法，以实现取消或减少起把线圈的数目，扩大嵌线时的施工空间;不使双层绕组的平均节距人为地增长;减少绕组端部的刚度，以缩短线圈端接部分的长度，同时要使绕组三相更加平衡。

三相交流绕组的嵌线方法是轮相地且分组分阶段进行嵌线，嵌线时将整个三相交流绕组分成二组或二组以上三相交流绕组，分组分阶段进行嵌线，一个嵌线阶段完成时，该组绕组的所有线圈已完全嵌入电枢的铁芯槽中，各组绕组的端部互相分离，且绕组的平均节距小于极矩。按三相交流绕组的不同品种和并联支路数的区别，可以有多种分阶段方法，包括无起把线圈分阶段方法;分层分阶段方法;分槽分阶段方法。

按本发明所提出的嵌线方法，具有下列优点：①取消或减少起把线圈的数目，以扩大嵌线时的施工空间;②不使双层绕组的平均节距人为地增长;③允许双层绕组在槽中的总匝数是奇数，扩大了双层绕组的品种;④减少绕组端部的刚度，以缩短线圈端接部分的长度。

附图说明。

图1为Y接法三相交流绕组的接线图。

图2为串联接法六相带三相交流绕组的接线图。

按上述附图和实施例再作进一步详细阐述。

三相交流绕组的嵌线方法是轮相地且分组分阶段进行嵌线，嵌线时将整个三相交流绕组分成二组或二组以上三相交流绕组，分组分阶段进行嵌线，一个嵌线阶段完成时，该组绕组的所有线圈已完全嵌入电枢的铁芯槽中，且各组绕组的端部互相分离，平均节距小于极距。按三相交流绕组的不同品种和并联支路数的区别可以有多种分阶段方法，包括无起把线圈的分阶段方法;分层分阶段嵌线方法;分槽分阶段嵌线方法。

无起把线圈的分阶段嵌线方法：将整个三相交流绕组分成二组或二组以上绕组，以嵌完每一组绕组为一个嵌线阶段，嵌线过程中无起把线圈，每嵌一个线圈时，它的二个有效边都同时嵌入电枢铁芯槽中，嵌完某一相的一组线圈后，隔一个极距以上，嵌另一相的一组线圈，一直到将各相各组线圈均匀地分布在电枢的圆周上为止，作为第一嵌线阶段，第一嵌线阶段完成时，要求得到的绕组三相平衡。2P极（P为不是3的素数）电机，除6极电机外，都可以使用这种嵌线方法。这种嵌线方法也可以采用自然角度为α的嵌线，即嵌完第一相的一组线圈后，隔α自然角度嵌另一相一组线圈，再隔α自然角度嵌第三相的一组线圈，这样一相一相嵌下去一直到各相各组线圈均匀地分布在电枢圆周上，这样就完成了第一阶段的嵌线工作。以后依次嵌下去，继续完成各阶段的嵌线工作。对于4极和2P极（P为大于3的素数）的电机可以采用α＝120°自然角度嵌线法，对于2P极（P为大于3的素数）电机也可以采用α＝80°自然角度嵌线方法。此时绕组的最大并联支路数为2。至于2nP极（P为2或3以上的素数，n为自然数）电机可以当作n个2P极电机来嵌线，例如20极电机，可以当作2个10极电机来嵌线，此时绕组的最大并联支路数为4，也可作5个4极电机来嵌线，此时绕组的最大并联支路数为5。这种无起把线圈分阶段的嵌线方法适用于单层、双层和单双层绕组，嵌完线后，绕组的端部呈花瓣形状。

分层分阶段嵌线方法：即将双层和单双层绕组按层分成二组，分组分阶段进行嵌线，分组的办法是将双层或单双层绕组的下层有效边的全部或一部分组成一个三相交流绕组，其余的有效边也组成一个三相交流绕组，然后分组分阶段进行嵌线，有各种分层方法，其中一种分层方法可使下层三相交流绕组（它是由电枢槽中下层有效边组成）的嵌线过程无起把线圈。这种分层办法是把双层和单双层绕组中的小于三分之二的线圈组成下层三相交流绕组，绕组的其余部分也组成一个三相交流绕组。这样下层三相交流绕组可按无起把线圈原则嵌线，嵌线时可以嵌完第一相的一组线圈后，间隔120°电角度再嵌另一相一组线圈，由于线圈的节距小于三分之二极距，所以嵌下一相的线圈时不会和上一相线圈发生干涉，这样嵌了3P极（P为极对数）的各相线圈后就完成了第一阶段的嵌线，经过这样二个阶段就完成了下层三相交流绕组的嵌线工作。整个绕组的其余部分可按传统的办法嵌线。分层分阶段嵌线方法是把整个绕组分成二个绕组进行嵌线的。如果二个绕组都符合无起把分阶段嵌线法的条件，那末二个绕组也可按该法嵌线。

如果二个绕组按传统的办法嵌线，它的最大并联支路数是2P，端部形状是二重喇叭口形。

如果下层三相交流绕组按无起把线圈办法嵌线，其绕组按传统的办法嵌线，则它的最大并联支路数是P，下层绕组的端部形状是花瓣形，其余绕组的端部形状是喇叭口形。

分槽分阶段嵌线法：即按槽将绕组分成二部分，对一部分槽中的绕组先嵌线，嵌完那一部分槽中全部线圈后就完成第一阶段嵌线工作，用同样的办法可嵌其余槽中的线圈。其实只要嵌某一相一组线圈后间隔K×120°电角度（K为任意整数）嵌另一相的一组线圈，这样一组一组嵌下去就可保证所有线圈都在一部分电枢槽中，而且在嵌线过程中K值允许变动。因此具体的嵌线方案是很多的。

1.六极三相交流绕组的无起把线圈、分槽分阶段嵌线。

它的嵌线过程可用下面的嵌线过程表表示。

240°240°120°120°120°120°240°240°

A→C→B→C→A→B→C→B→A。

过程表的意义是先嵌A相的一组线圈，隔240°电角度嵌C相的一组线圈，依同方向再隔240°电角度嵌B相的一组线圈等。这样按过程图把线圈组嵌完就完成第一阶段嵌线工作。完成第一阶段嵌线工作后，一部分电枢槽中的线圈完全嵌好了。另一部分电枢槽完全没有线圈。接着用类似的办法完成另一部分电枢槽中线圈的嵌线工作。用这种嵌线法得到的绕组三相是平衡的。它可用于单层、双层和单双层三相交流绕组的嵌线工作。所得到的绕组三相是平衡的。对于6n极（n为整数）的绕组，可作为n个六极绕组来嵌线。

2.二极三相交流绕组的无起把、分槽分阶段嵌线。

它的嵌线过程如下过程表表示。

120°120°180°120°120°

A→B→C→C→B→A

过程表中首先嵌下去的三个线圈组，组成第一阶段嵌线工作。其余线圈组的嵌线为第二阶段嵌线。所得到的线圈在槽中三相平衡，它可用于单双层和双层二极三相交流绕组的嵌线。

3.有起把线圈的分槽分阶段嵌线

嵌线时先嵌第一相一组线圈的首端有效边，所有末端有效边暂时不嵌，即第一组线圈作起把线圈，然后退120°电角度，嵌另一相的一组线圈，此时每个线圈的二个有效边都可同时嵌到电枢的铁芯槽中去了。以后每后退120°电角度嵌另一相一组线圈，共嵌了3P（P为极对数）组线圈后，将起把线圈的末嵌有效边依次嵌入电枢槽中后就完成第一阶段嵌线工作。完成第一阶段嵌线工作后，一部分槽中的线圈完全嵌完。另一部分槽中完全没有线圈。用类似的办法可完成另一部分槽中线圈的第二阶段嵌线工作。这种嵌线方法允许的最大并联支路数是P。它的端部呈双重喇叭口形。

分阶段嵌线方法是可以互相组合的，例如对双层三相交流绕组来说，可以先将绕组用分层的方法分成上、下两层，然后对每层绕组采用无起把线圈分阶段嵌线方法嵌线。分层可以分成许多层，分槽也可以分成多组等。

又目前的三相交流绕组大都是三相带的，即平均每极有三个相带，但也有六相带三相交流绕组。对于六相带三相交流绕组，可以看作是二套三相带交流绕组的组合，因此这种六相带三相交流绕组也适用这种分阶段嵌线方法。图1是Y接法三相交流绕组的接线图，图2为串联接法六相带三相交流绕组的接线图。

三相带三相交流绕组有三个相绕组，每个相绕组由2P个（P为极对数）线圈组组成，每个线圈有若干匝，每个线圈是二条直线部分和二个端接部分组成的环，二条直线部分是放到电枢的铁芯槽中的，叫线圈的有效边，其中一个是首端有效边，一个是末端有效边，有效边都放入电枢铁芯槽中，线圈的端接部分留在电枢的二端，所有三相交流绕组的端接部分组成的整体叫绕组的端部。线圈组的型式有二种，一种叫链式，它的每个线圈的节距是一致的或变化不大的，嵌完线后，线圈组内部的线圈端接部分互相交叠。另一种叫同心式，这种线圈组的各个线圈的节距互不相同，这种线圈组嵌线完毕后，线圈组内部的线圈端接部分互不交叠。同心式线圈组的绕制比较麻烦，但可靠性好。二种类型的线圈组的嵌线方法类似。

对双层绕组，可用分层的办法扩大线圈组的数目。目前的双层绕组，每相的线圈组数目是2P，现在把它分为上下二层三相交流绕组，每相的线圈组数就是4P。其端部也分成上下二层，它就薄了，容易变形了，端部长度就会变短了，这样做带来的附加好处是可以统一放置层间绝缘，平均节距不会人为地增加，一个槽中的上层有效边的匝数可以和下层有效边的匝数不一样，增加了绕组的灵活性。但是有时分层不便于彻底进行，原因是若电机槽数是奇数的话，双层绕组不可能将上下二层的有效边完全分开，而且有时彻底分开后会人为地增加绕组的平均节距。

要减少绕组的端部刚度，改善嵌线工作的施工条件的最好办法是取消起把线圈，但是并不是所有电机都可采用无起把线圈的嵌线方法。为此我们还提出了减少起把线圈的数目的嵌线方法。

下面我们用实施例说明这些嵌线方法

一、无起把线圈分阶段嵌线方法

1.120°自然角度嵌线法

（a）实施例1：单层绕组

设，电机极数2P＝4（P为极对数），定子槽数Z₁＝24。单层三相交流绕组的相带分布如表1。

表1绕组的无起把线圈嵌线过程如表2所示，表中相带槽号一栏，字母代表有效边所属相带，数字代表有效边所在的槽号，槽号是按自然顺序编的。因为有效边可以占整个槽，也可在槽的上层，也可在槽的下面，为了有所区别，我们用字母和数字并列代表单层线圈的有效边，用分数表示双层线圈的有效边。如有效边在槽的上部则字母在分子上，数字在分母上，如有效边在槽的下部，则字母在分母上，数字在分子上。

表1绕组每相绕组，有4组线圈，每组一个线圈，跨距为5。嵌线时先嵌A相的一个线圈，它的一个有效边A嵌在第2槽上，一个有效边X嵌在第7槽上，如表2所示。与第二槽隔120°是第10槽，嵌C相的绕组的一个线圈，它的二个有效边C、Z分别嵌在10和15槽中，整个嵌线过程如表2所示。

对这种绕组，已有一种双平面法的嵌线方法，它也不要起把线圈，但它的绕组的平均节距极距是6，因此线圈的平均端部长度比表2方法得到的绕组平均端部长度长20%。

（b）实施例2：单双层绕组

设电机极数2P＝4，定子槽数Z₁＝36，它的相带分布如表3。这一绕组与节距为8的双层叠绕组相对应。

注：表中数字代表相对匝数。

表3的绕组，每相有4组线圈，每组线圈是二个线圈组成的同心线圈，外圈的相对匝数为2，节距为8，内圈的相对匝数为1，节距为6。其嵌线过程如表4所示。

（c）实施例3：双层绕组。本例是先分层，每层绕组用无起把线圈分阶段嵌线法嵌线的例子。

设电机极数2P＝4，Z₁＝36的一种双层绕组，它的相带分布如表5所示。

表5的双层绕组运行时，除基波磁势和与基波磁势伴生的齿谐波磁势外，其他附加的高次空间谐波磁势的幅值很小，它由下层单层绕组和上层单层绕组组成，二者的匝数不同，匝比为1∶2。下层单层绕组每相有4个线圈组，二个组由一个节距为5的线圈组成，另二个组由二个节距为7的线圈组成，上层单层绕组每相也有4个线圈组，二个组由一个节距为7的线圈所组成，另二个组由二个节距为8的线圈组成。嵌线过程如表6所示。

2.60°自然角度嵌线法

实施例4：设电机极数2P＝10，定子槽数Z₁＝60的单层绕组，其相带分布如表7。

二、分层分阶段嵌线方法

1.下层三相绕组用无起把线圈原则嵌线的分层分阶段嵌线方法

（a）实施例5：单双层绕组。

设电机极数2P＝2，定子槽数Z₁＝36的一种单双层绕组，其相带分布如表9。

嵌线过程如表10所示。

注有＊号者为起把线圈。

（b）实施例6：双层绕组

设电机极数2P＝2，定子槽数Z₁＝36的一种六相带双层绕组，它的接线图为图2，它的相带分布如表11。

注：绕组A△X△、B△Y△、C△Z△的线圈的导线的截面积是绕组AYXY、BYYY、CYZY的线圈的导线的截面积的0.577倍。

注：有＊号者为起把线圈。

2.上组三极绕组都采用有起把线圈原则嵌线的分层分阶段嵌线方法。

实施例7：设电机极数2P＝2，定子槽数Z₁＝24的一个双层绕组。它的相带分布如表13所示。

注：表中上层有效边与下层有效边的匝数一样。

表13绕组的分层嵌线法的嵌线过程为表14。

注有＊号者为起把线圈。

三、分槽分阶段嵌线方法

1.六极三相交流绕组的无起把线圈、分槽分阶段嵌线方法。

实施例8：设电机极数2P＝6，定子槽数Z₁＝54的一个单双层绕组，它的相带分布如表15所示。

表15的绕组，每相有6组线圈，每组线圈是二个线圈组成的同心线圈，外圈的相对匝数为2，节距为8，内圈的相对匝数为1，节距为6。其嵌线过程如表16所示。

2.二极三相交流绕组的无起把线圈、分槽分阶段嵌线方法。

实施例9：设电机极数2P＝2，定子槽数Z₁＝18的一个单双层绕组，它的相带分布如表17所示。

3.有起把线圈的分槽分阶段嵌线方法

实施例10设电机极数2P＝2，定子槽数Z₁＝24的单双层绕组，它的相带分布如表19所示。

表19的单双层绕组的嵌线过程如表20。

注：有＊号的为起把线圈。

Claims

1、一种三相交流绕组的嵌线方法，其特征在于轮相地且分组分阶段进行嵌线，嵌线时将整个三相交流绕组分成二组或二组以上三相交流绕组，分组分阶段进行嵌线，一个嵌线阶段完成后，该组绕组的所有线圈已完全嵌入电枢的铁芯槽中，各组绕组的端部互相分离，绕组的平均节距小于极距。

2、如权利要求1所述的三相交流绕组的嵌线方法，其特征在于所述的分组分阶段进行嵌线即按无起把线圈的要求进行分阶段嵌线，嵌线过程中无起把线圈，嵌每一个线圈时，它的二个有效边都嵌入电枢的铁芯槽中，嵌完某一相的一组线圈后，隔一个极距以上的某一自然角度α嵌另一相的一组线圈，以后也是每隔α角后嵌另一相的一组线圈，一直到将各相线圈组均匀地分布在电枢的圆周上为止，作为第一嵌线阶段，以后依次进行其余嵌线阶段的嵌线工作，嵌线完成后，绕组的端部呈花瓣形状且三相平衡。

3、如权利要求2所述的三相交流绕组的嵌线方法，其特征在于所述的自然角度α可以是120°或是60°。

4、如权利要求1所述的三相交流绕组的嵌线方法，其特征在于所述的分组分阶段进行嵌线即按层把绕组分成二组，即将双层或单双层三相交流绕组的下层有效边的全部或一部分组成一个下层三相交流绕组，其余有效边也组成一个三相交流绕组，嵌线时先完全嵌好下层三相交流绕组，再嵌另一组的三相交流绕组，这二个三相交流绕组还可以再分成多组进行多阶段嵌线。

5、如权利要求4所述的三相交流绕组的嵌线方法，其特征在于下层三相交流绕组嵌线时无起把线圈。

6、如权利要求1所述的三相交流绕组的嵌线方法，其特征在于所述的分组分阶段进行嵌线即按槽将绕组分成二个三相交流绕组，这二个绕组分别安放在各自的电枢槽中，嵌线时先嵌完一个三相交流绕组作为第一嵌线阶段，完成第一嵌线阶段后，一部分电枢的铁芯槽中的线圈完全嵌好，另一部分电枢的铁芯槽则完全无嵌线，用类似办法嵌另一部分槽中的线圈。

7、如权利要求6所述的三相交流绕组的嵌线方法，其特征在于所嵌的三相交流绕组是六极或二极，嵌线时无起把线圈且槽中三相平衡。