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行業(yè)新聞/柴油發(fā)電機(jī)組
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發(fā)電機(jī)單層繞組和雙層繞組有什么區(qū)別
發(fā)布時(shí)間:2023-06-03 19:32:23  ▏閱讀:

 

新聞主題

發(fā)電機(jī)單層繞組和雙層繞組的區(qū)別

 

摘要:發(fā)電機(jī)雙層繞組即兩個(gè)線圈側(cè)確實(shí)放置在每個(gè)槽中,但也有單層和雙層繞組的形式。從這種繞組的形式來看,有些槽是單層的,有些槽是雙層的,表面似乎不是雙層繞組;然而,發(fā)電機(jī)繞組本質(zhì)上是雙層的。應(yīng)當(dāng)看到或理解,單層槽中的另一線圈側(cè)并非不存在,但根據(jù)發(fā)電機(jī)電氣性能的要求,該線圈側(cè)的匝數(shù)較小且可忽略不計(jì),因此該繞組的線圈被視為零匝;因此,在處理單層和雙層繞組時(shí),仍應(yīng)按照雙層繞組布置技術(shù)原則進(jìn)行。

 

一、 三相單層繞組

 

1、概念及特點(diǎn):

單層繞組每槽只有一個(gè)線圈邊,所以線圈數(shù)等于槽數(shù)的一半。這種繞組下線方便,槽利用率高(無層間絕緣)。三相單層繞組比較適合于10kW以下的小型交流異步發(fā)電機(jī)中,很少在大、中型發(fā)電機(jī)中采用。

2、分類:

按照線圈的形狀和端部連接方法的不同,三相單層繞組主要可分為等元件式、同心式、鏈?zhǔn)胶徒徊媸降刃褪健?/span>

(1)等元件式整距疊繞組

如圖1所示,每個(gè)定子槽內(nèi)只嵌置一個(gè)線圈有效邊,所有線圈節(jié)距相同。單層繞組的線圈數(shù)目少,嵌線省時(shí),但電氣性能較差。適用于小型交流發(fā)電機(jī),尤其是感應(yīng)發(fā)電機(jī)。

(2)單層鏈?zhǔn)嚼@組

如圖2所示,鏈?zhǔn)嚼@組是由相同節(jié)距的線圈組成的,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是繞組線圈一環(huán)套一環(huán),形如長鏈。

鏈?zhǔn)嚼@組種類:

① 單鏈:極相組由單只線圈組成。

② 雙鏈:極相組由雙只線圈組成。

 特點(diǎn):鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)線圈節(jié)距相等并且制造方便;線圈端部連線較短并且省銅。主要用于q=2的4、6、8極小型三相發(fā)電機(jī)。節(jié)距均為1~6(槽)。

 

發(fā)電機(jī)單層等元件式繞組A相展開圖.png

圖1 發(fā)電機(jī)單層等元件式繞組A相展開圖

發(fā)電機(jī)單層鏈?zhǔn)嚼@組A相展開圖.png

圖2 發(fā)電機(jī)單層鏈?zhǔn)嚼@組A相展開圖

 

 

(3)單層同心式繞組

如圖3所示,由節(jié)距不等的大小線圈組成,使各線圈和中心線重合成回字形,故稱為同心式。

特點(diǎn):同心式繞組端部連線較長,嵌線較方便,適用于q=4、6、8等偶數(shù)的2極小型三相發(fā)電機(jī)節(jié)距一般為1~12 , 2~11。

(4)交叉式繞組

如圖4所示,交叉式繞組每相繞組由線圈數(shù)不等,節(jié)距不同的兩種線圈交叉排列構(gòu)成。

特點(diǎn):交叉式繞組由兩大一小線圈交叉布置。線圈端部連線較短,有利于節(jié)省材料,并且省銅。

 

發(fā)電機(jī)單層同心式繞組A相展開圖.png

圖3 發(fā)電機(jī)單層同心式繞組A相展開圖

發(fā)電機(jī)單層交叉式繞組A相展開圖.png

圖4 發(fā)電機(jī)單層交叉式繞組A相展開圖

 

 

二、 三相雙層繞組

 

1、概念及特點(diǎn):

       雙層繞組每個(gè)槽內(nèi)有上、下兩個(gè)線圈邊,分別稱為上層邊和下層邊。一個(gè)線圈的一個(gè)邊放在某槽的上層,另一個(gè)邊則放在下層。在雙層繞組中線圈數(shù)正好等于槽數(shù)。對于10kw以上的三相交流發(fā)電機(jī),其定子繞組一般均采用雙層繞組。

2、分類:

    根據(jù)線圈的形狀和連接規(guī)律,雙層繞組可分為疊繞組和波繞組兩類。

(1)疊繞組

任何兩個(gè)相鄰的線圈都是后一個(gè)疊在前一個(gè)上面的,稱為疊繞組。

按相鄰極下電流必須相反的原則,將各極相組連接起來,構(gòu)成相繞組,如圖5所示,圖中實(shí)線為上層邊,虛線為下層邊。 由于N極下的極相組A與S極下的極相組X的電動勢相位相反,電流方向也相反,應(yīng)將極相組A和極相組X反向串聯(lián)或反向并聯(lián)。

繞組的分支:

如圖6所示,由于每相的極相組數(shù)等于極數(shù),所以雙層疊繞組的最大并聯(lián)支路數(shù)等于2p。實(shí)際支路數(shù)通常小于2p,且2p必須是a的整數(shù)倍。

 

發(fā)電機(jī)三相雙層疊繞組A相展開圖.png

圖5 發(fā)電機(jī)三相雙層疊繞組A相展開圖

發(fā)電機(jī)三相雙層疊繞組A相分支.png

圖6 發(fā)電機(jī)三相雙層疊繞組A相分支

 

 

(2)波繞組

兩個(gè)相鄰的線圈成波浪形前進(jìn),如圖7所示,波繞組的連接規(guī)律是把所有同一極性(如N1,N2……)下屬于同一相的線圈按波浪形依次串聯(lián)起來組成一組,在把另一極性(S1,S2……)下的屬于同一相的線圈按波浪形依次串聯(lián)起來,組成另一組,最后根據(jù)需要把這兩組接成串聯(lián)或并聯(lián)。構(gòu)成相繞組。

 三相發(fā)電機(jī)波繞組節(jié)距表達(dá)公式.png

 

 

 

 

若A相從3號線圈起,則3號線圈一導(dǎo)體邊放在3號槽上層用實(shí)線表示,另一導(dǎo)體邊放在11號槽下層用虛線表示(y1=8)然根據(jù)y =18,3號線圈應(yīng)與21號線圈連接,其繞組展開圖如圖8所示。

繞組的分支

單波繞組最大只有兩條并聯(lián)支路,而與主極數(shù)目無關(guān)。這是單波繞組的特點(diǎn),即a=2或 a=1。

 

三相發(fā)電機(jī)波繞線圈節(jié)距示意圖.png

圖7 三相發(fā)電機(jī)波繞線圈節(jié)距示意圖

發(fā)電機(jī)三相雙層波繞組A相展開圖.png

圖8 發(fā)電機(jī)三相雙層波繞組A相展開圖

 

 

● 除單疊、單波繞組外

復(fù)疊繞組:兩個(gè)單疊繞組互相間隔嵌入槽內(nèi)

復(fù)波繞組:兩個(gè)單波繞組互相間隔潛入槽內(nèi)

混合繞組:一個(gè)單疊和一個(gè)單波繞組(蛙型)

● 應(yīng)用

單波繞組支路最少,用于小容量發(fā)電機(jī)和電壓較高或轉(zhuǎn)速較低的發(fā)電機(jī)

復(fù)波繞組可用于多極數(shù)、低速的大中型發(fā)電機(jī)

單疊繞組的支路數(shù)比波繞組多,主要用于中等容量、正常電壓和轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)

復(fù)疊繞組用于大容量或低壓、大電流的發(fā)電機(jī)

蛙型繞組常用在轉(zhuǎn)速較高、換向困難的大型直流發(fā)電機(jī)

 

三、單層繞組和雙層繞組區(qū)別

 

1、元件放置不同: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:單層繞組無法完成的雙層繞組可以做到,如分?jǐn)?shù)槽,變極等。

3、特點(diǎn)不同:

(1)單層繞組優(yōu)缺點(diǎn)

 單層繞組線圈少工藝比較簡單;

 沒有層間絕緣故槽的利用率高;

 單層結(jié)構(gòu)不會發(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,電機(jī)的鐵損和噪音都較大且起動性能也稍差,故單層繞組一般只用于小容量發(fā)電機(jī)中。

(2)雙層繞組的優(yōu)點(diǎn)

是可以任意選用合適的短距繞組以改善電磁波形,以及可用分?jǐn)?shù)槽繞組來削弱高次諧波等。在使用雙層繞組后發(fā)電機(jī)的電磁性能、力能指標(biāo)及起動特性都比單層繞組好。雙層繞組的鐵心槽內(nèi)每槽均嵌放有兩個(gè)線圈元件邊,當(dāng)線圈元件的一個(gè)線圈邊嵌放在某一槽內(nèi)的下層,其另一個(gè)線圈邊則放在另一槽內(nèi)的上層,雙層繞組有疊繞組和波繞組兩種。

① 相對來講,雙層繞組較省線。

② 臨界低電壓時(shí),雙層繞組能起動,而單層繞組不能起動。

③ 雙層繞組上下繞組有時(shí)不一定是一相,相對來講,相間絕緣就沒有單層繞組做的好。

 


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