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新聞主題 |
發(fā)電機(jī)單層和雙層繞組的參數(shù)有何區(qū)別 |
一、繞組的基本參數(shù)
１、機(jī)械角度與電氣角度
發(fā)電機(jī)繞組分布鐵心槽內(nèi)時(shí)必須按一定規(guī)律嵌放與聯(lián)接，才能輸出對(duì)稱的正弦交流電或產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。除與其它一些參數(shù)有關(guān)外，反映各線圈和繞組間相對(duì)位置的規(guī)律時(shí)，我們還要用到電氣用度這個(gè)概念。從機(jī)械學(xué)中知道可以把圓等分成360°，這個(gè)360°就是平常所說的機(jī)械角度。而在電工學(xué)中計(jì)量電磁關(guān)系的角度單位則叫做電氣角度，它是將正弦交流電的每一周在橫坐標(biāo)上等分為360°,也就是導(dǎo)體空間經(jīng)過一對(duì)磁極時(shí)在電磁上相應(yīng)變化了360°電氣角度。因此，電氣角度與機(jī)械角度在發(fā)電機(jī)中的關(guān)系為：電氣角度α＝極對(duì)數(shù)xＰx360°。
２、極距
繞組的極距是指每磁極所占鐵心圓周表面的距離。一般常指發(fā)電機(jī)鐵心相鄰兩磁極中心所跨占的槽距，定子鐵心以內(nèi)圓氣隙表面的槽距計(jì)算；轉(zhuǎn)子則以鐵心外圓氣隙表面的槽距來計(jì)算。通常極距有兩種表示方法，一種是以長(zhǎng)度表示；另一種則以槽數(shù)表示，習(xí)慣上以槽數(shù)表示的較多。
３、節(jié)距
發(fā)電機(jī)繞組每個(gè)線圈兩元件邊之間所跨占到的鐵心槽數(shù)叫做節(jié)距，也稱跨距。當(dāng)線圈元件節(jié)距等于極距對(duì)稱為全距繞組；線圈元件節(jié)距小于極距時(shí)則稱短距繞組；而當(dāng)線圈元件節(jié)距大于極距時(shí)則稱長(zhǎng)距繞組。由于短距繞組具有端部較短電磁線用料省和功率因數(shù)較高等許多優(yōu)點(diǎn)，因而在應(yīng)用較多的雙層疊繞組中無一例外的都采用短距繞組。
4、繞組系數(shù)
繞組系數(shù)是指交流分布繞組的短距系數(shù)和分布系數(shù)的乘積。
5、槽距角
發(fā)電機(jī)鐵心兩相鄰槽之間的電氣角度稱為槽距角，通常用a表示。
6、相帶
相帶就是指每相繞組在每一個(gè)磁極所占的區(qū)域，通常用電氣角度或槽數(shù)表示。如果將三相發(fā)電機(jī)處在每一對(duì)磁極下的繞組分成六個(gè)區(qū)域則每極下三個(gè)。由于槽距角α=360°P/Z如該發(fā)電機(jī)為4極24槽故每相每區(qū)域的寬度為qα=Z/6P*360P/Z=60°，按這樣分布繞嵌的繞組就稱為60°相帶繞組。因60°連續(xù)相帶繞組所具有明顯優(yōu)勢(shì)，故在三相發(fā)電機(jī)中絕大多數(shù)都采用這種繞組。
7、每極每相槽數(shù)
每極每相槽數(shù)是指每相繞組在每一個(gè)磁極所分占的槽數(shù)，每極每相繞組內(nèi)應(yīng)繞的線圈數(shù)就依據(jù)它確定。即
q=Z/2Pm
Z：鐵心槽數(shù)； 2P：發(fā)電機(jī)極數(shù)； m發(fā)電機(jī)相數(shù)。
8、每槽導(dǎo)體數(shù)
發(fā)電機(jī)繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)應(yīng)為整數(shù)，雙層繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)還應(yīng)為偶數(shù)整數(shù)。繞線轉(zhuǎn)子繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)由其開路電壓確定，中型發(fā)電機(jī)繞線轉(zhuǎn)子的每槽導(dǎo)體數(shù)須等于2。定子繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)可由下式計(jì)算：
NS1=NΦ1m1a1/Z1
NS1 ：定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)； NΦ1：按氣隙磁密計(jì)算的每槽導(dǎo)體數(shù)； m1：定子繞組相數(shù)； a1：定子繞組并聯(lián)支路數(shù)； Z1：定子槽數(shù)。
9、每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)
每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)是指發(fā)電機(jī)內(nèi)每相繞組串聯(lián)的總線匝數(shù)。不過該串聯(lián)總線匝數(shù)與每相繞組內(nèi)的并聯(lián)支路數(shù)有關(guān)，如發(fā)電機(jī)的并聯(lián)支路數(shù)為1路接法，那么該發(fā)電機(jī)各極下線圈所有串聯(lián)線匝數(shù)均應(yīng)相加而成為相繞組的總線匝數(shù)。如發(fā)電機(jī)的每相繞組內(nèi)有多條并聯(lián)支路數(shù)，即發(fā)電機(jī)為2路接法、3路接法等，此時(shí)每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)則只能以其中一路繞組所串聯(lián)的線匝數(shù)為準(zhǔn)。因?yàn)橄嗬@組內(nèi)各支路中的串聯(lián)線匝數(shù)是相同的，并聯(lián)起來接成相繞組后其串聯(lián)線匝是不可能增加。
10、總線圈數(shù)
發(fā)電機(jī)內(nèi)的繞組是由各種大小不一形狀各異的線圈組成的。由于每線圈都有兩個(gè)元件邊嵌入鐵心槽內(nèi)，也就是說每個(gè)線圈要嵌入兩個(gè)槽。在單層繞組中因每槽內(nèi)只嵌一個(gè)線圈元件邊，所以總線圈數(shù)就只等于總槽數(shù)的一半；雙層繞組中因每槽內(nèi)上下層要嵌入兩個(gè)線圈元件邊，因此它的總線圈數(shù)就等于的鐵心槽數(shù)。
二、單層繞組
所謂三相單層繞組，就是在一個(gè)槽中只嵌放一個(gè)線圈邊的繞組，整個(gè)繞組的線圈數(shù)等于定子總槽數(shù)的一半。
1、同心式繞組
同心式繞組是由幾何尺寸節(jié)距不等的線圈連成同心形狀的線圈組構(gòu)成。組成的線圈組的電勢(shì)大小相等。至
2、鏈?zhǔn)嚼@組
鏈?zhǔn)嚼@組是由形狀、幾何尺寸和節(jié)距相同線圈連接而成。
3、交叉式繞組
交叉式繞組是由形狀相同的線圈連接而成，但同一相線圈端部有交叉的繞組。
由以上分析可以看出，不論是同心式、鏈?zhǔn)胶徒徊媸桨l(fā)電機(jī)繞組，雖然線圈的節(jié)距在不同形式的繞組中是不一樣的，但就電勢(shì)的角度看，線圈都是屬于由兩個(gè)相差180°電角度的相帶中的導(dǎo)體所組成。所以，單層繞組實(shí)質(zhì)上是短距分布繞組。
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4極24槽單疊繞組發(fā)電機(jī)展開圖 |
4極24槽單疊繞組發(fā)電機(jī)嵌線圖 |
三、雙層繞組
發(fā)電機(jī)每槽內(nèi)分上、下兩層分別放一個(gè)線圈邊的繞組稱雙層繞組。線圈的一個(gè)邊嵌在某一槽的上層，另一個(gè)邊則嵌在相隔衛(wèi)槽的下層，整個(gè)多組的線圈數(shù)正好等于槽數(shù)。
雙層繞組的主要優(yōu)點(diǎn)如下。
① 可以選擇最有利的節(jié)距，并同時(shí)采用分布繞組的辦法來改善電勢(shì)和磁勢(shì)波形。
② 所有線圈具有同樣尺寸，便于生產(chǎn)制造的機(jī)械化。
③ 可以組成較多的并聯(lián)支路。
④ 端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。
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24槽4級(jí)雙層繞組發(fā)電機(jī)示意圖 |
36槽8級(jí)雙層繞組發(fā)電機(jī)示意圖. |
四、單層與雙層繞組的區(qū)別
交流發(fā)電機(jī)雙層繞組和單層繞組的區(qū)別是元件放置不同、功能不同、特點(diǎn)不同。
1、元件放置不同：發(fā)電機(jī)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：發(fā)電機(jī)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：發(fā)電機(jī)單層繞組線圈少工藝比較簡(jiǎn)單；沒有層間絕緣故槽的利用率高；單層結(jié)構(gòu)不會(huì)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，發(fā)電機(jī)的鐵損和噪音都較大且起動(dòng)性能也稍差，故單層繞組一般只用于小容量異步發(fā)電機(jī)中。
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