三相异步电动机定子绕组展开图绘制教案
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机械电气设备与维修--电子教案9-10课时--定子绕组平面展开图2————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2第9-10课时第1 页授课日期班级出勤情况复习旧课要点三相异步电动机的极距、节距、槽距角、每极每相槽数;整距式、链式平面展开图新课内容章、节标题课题名称第二章三相异步电动机第三节三相异步电动机定子绕组的展开图授课目的掌握交叉式绕组、同心式绕组等的平面展开图的绘制。
新课重点及措施交叉式绕组、同心式绕组等的平面展开图的绘制。
用三色笔分步骤画出。
新课难点及措施交叉式绕组、同心式绕组等的平面展开图的绘制。
用三色笔分步骤画出。
备注第 2页教授内容与教法第二节三相异步电动机定子绕组的绕法及连接(1) 交叉式绕组现以一台4极、定子槽数为36的三相异步电动机为例,说明交叉式绕组的绕法特点。
节距Y1=8 Y2=7 1、计算有关参数 1)其极距τ,943621===p Z τ 2)每极每相槽数q33436211=⨯==pm Z q 3)槽距角α分别为:︒=︒⨯=︒⨯=20363602Z 3601p α 2、画图图2-13单层同心式绕组U 相展开教授内容与教法3) 同心式绕组同心式绕组的特点是将每对磁极下属于同一相的导体组成的线圈同心排列,如在上例中,将U 相槽内的有效边1-8、2-7组成两个同心线圈,再将这两个线圈串联起来构成一个线圈组。
同理,将第二对磁极下的线圈13-20、14-19串联起来形成另一个线圈组,最后将2个线圈组串联起来形成U 相绕组。
其展开图如图2-13所示。
同心式绕组的特点是线圈端部互相错开,叠压层数较少,有利于嵌线,线圈散热较好。
本次课要点整距式绕组、链式绕组、同心式绕组、交叉式绕组等的平面展开图的绘制。
课外作业D2 以三相四极24槽为例1.画出单层整距式平面展开图;2.画出单层链式平面展开图3.画出单层交叉式平面展开图;4.画出单层同心式平面展开图本课小结与改进措施掌握常见定子绕组的平面展开图的画法,只有懂的这个道理,才能使绕出的电机产生旋转磁场。
第四章交流电机的修理1、交流电机的地位:在实际应用中,交流电机约占全部使用电机的85%以上,因此,掌握交流电机的修理工艺及试验方法,对于维修电工来说,有着十分重要的意义。
2、交流电机分类:交流电机有同步电机和异步电机两大类。
它们的定子结构完全相同,但转子区别很大。
第一节交流电机的绕组及其展开图一、概述1、三相交流电机的绕组指哪些绕组:三相同步电机定子绕组及三相异步电机的定子绕组和三相异步电机的转子绕组都称为三相交流电机的绕组。
2、电枢绕组指哪些绕组:由于三相电机的定子绕组或直流电机的转子绕组为是能量转换的“枢钮”,所以又称为电枢绕组。
(一)三相交流电机绕组构成的原则交流电机绕组的构成原则有以下三点。
1、三相交流电机的绕组必须是对称分布的。
对称的三相绕组应符合以下的条件①各相绕组的导体数、并联支路数相等,导体的规格一样。
②每相绕组在定子内圆周上均匀地分布,三相绕组在空间位置上各相差一个相同的角度。
2、绕组所建立的磁场在气隙中的分布接近正弦以使电机具有良好的性能3、要有一定的经济指标,即在相同的功率情况下体积小,材料省、紧固耐用。
(二)交流电机绕组的分类交流电机绕组的种类很多1、按相数分:有单相和三相绕组;2、按槽内层数分:⑪单层绕组:同心式、交叉式和链式;⑫双层绕组:有叠绕组和波绕组;3、按每极每相所占的槽数是整数还是分数:又有整数槽和分数槽两种本节仅以三相单层和双层绕组为例说明绕组的排列和连接。
(三)绕组的几个基本术语组元件。
线圈单元可以由一匝或互相绝缘的多匝导体组成,如图4—1所示。
有效部分:线圈单元有两个线圈边,每个线圈边嵌放在槽内直线部分的叫有效部分;端部:槽外部分叫端部。
首端和末端:线圈单元有两个引出线,一个叫首端,另一个叫末端。
2、极对数p 电机的主磁场沿气隙按N 、S 、N 、S ……交替分布,一对磁极形成一个周期。
如果沿气隙有户 个周期,则极对数为声。
图4—2是极对数p=4的电机的磁场分布情况。
授课教师:黄文进教研组审阅:科审阅日期:一、同心绕组 1、同心绕组展开图同心绕组的结构特点是各相绕组均由不同节距的同心线圈(大线圈套在小线圈外面)经适当连接而成,这种绕组的端部较长,常用于两极电动机中。
例5 ─ 2 国产Y ─ 100L ─ 2 型异步电动机,定子槽数1Z =24 ,极数2P =2 。
绕组为单层同心绕制。
试绘出其绕组的展开图。
解:(1)计算极距τ、每极每相槽数q :1222421===p Z τ 槽, 4322421=⨯==pm Z q 槽 (2)划分极和相带,标出相带电流方向:图中画出24根平行线段,表示电机定子的24槽,并在每根平行线段上标明槽号。
将24槽分成2个极,每个极下有12个槽,τ=12槽,而每个极占有180°电角度,分属于三相,即为60°相带;每极每相有4个槽,每槽占有15°电角度。
根据各相绕组在空间互差l20°电角度的要求,按U1 、W2 、V1 、U2 、W1 、V2 相带排列,在表中列出各槽号所属磁极和相带。
如表5—2所示。
同一个相带的有效边电流方向应相同,相邻相带的有效边电流方向相反。
电流方向也是U1、V1、W1向上,U2、V2、W2向下。
(3)根据相带和电流方向连接线圈组及相绕组:由表5—2可知,U 相绕组包含第l 、2、3、4,13、l4、l5、16八个槽,节距Y 取短矩,因此大线圈节距为11槽1(3与14),小线圈节距为9槽(4与13)。
嵌线时小线圈套在大线圈内,故四个线圈应为3与14(大线圈),4与l3(小线圈),2与l5(大线圈),l与l6(小线圈);同理V相的四个线圈就为11与22(大线圈),12与21(小线圈),10与23(大线圈),9与24(小线圈);W相的四个线圈应为l9与6(大线圈),20与5(小线圈),l8与7(大线圈),17与8(小线圈)。
根据参考电流方向,U相绕组连接顺序如图5—5a 所示,完整的三相绕组展开图5—5b所示。
三相异步电动机绕组展开图绘制教学中的问题与思考作者:周详来源:《山东工业技术》2015年第14期摘要:绕组展开图绘制教学中不易理解和容易造成困惑的三个问题,列举出了三个问题以及其表现形式,分析了出现各种情况背后的原因,澄清了疑问,帮助学生加深对绕组展开图的认识,加强了对展开图绘制技能的掌握。
关键词:绕组展开图;相带电流方向;绕组首尾端确定1 绕组展开图绘制过程中的问题三相异步电动机绕组展开图的绘制能让学生充分认识三相异步电动机定子绕组的内部结构,清楚不同绕组形式各相绕组线圈(组)与线圈(组)之间的连接方式,三相绕组首尾端的确定方式、空间布置,对正确理解三相异步电动机的工作原理,完成对定子绕组的维修以及重绕定子绕组起着至关重要的作用,是中职学生《电机与变压器》课程要求掌握的基本技能之一。
在绕组展开图绘制之前,学生已经学习并掌握了三相异步电动机定子绕组的构成原则,其内容是:(1)要求三相异步电动机绕组必须是对称分布的,各相绕组的导体数、并联支路数、导体规格必须相同。
(2)每相绕组在定子内圆的空间位置上均匀分布,三相绕组在空间位置上分别相差120°电角度。
(3)每相绕组在定子内圆上的分布规律相同。
下面举例说明在绕组展开图绘制过程中学生不易理解和容易造成困惑的三个问题。
一是对绕组有效边分相的认识,二是各相带电流方向的确定,三是绕组首尾端的确定。
计算的相关参数如下:极距τ ===6槽;槽距角a===30°每极每相槽数q===2槽标绘槽号如图1所示:2 三相异步电动机展开图绘制的方法对于有效边的分相,不同教材分相的方法不同,常见的有两种分相法,这两种分相方法分相的结果是相带的排列顺序不同,最终带来展开图的不同,如果教学中教师不说明两种分相法的异同,学生在接触本教材以外的绕组展开图时会带来困惑,甚至质疑该展开图的正确性。
首先说明本教材所采用的分相方法,对于3相4极24槽的电动机先把已绘好的电动机槽号,按磁极四等分,并标出极距的位置,在划定好的极距下,将每一极距三等分,得到每极每相二槽,依次在每槽下分别用U、V、W标出,如图1所示。
授课教师:黄文进教研组审阅:科审阅日期:一、讲授新课一、双层绕组的概念:双层绕组的每个槽内有上、下层两个线圈边,每个线圈的一条边嵌放在某一槽的上层,另一条边则嵌放在另一槽的下层,整个绕组的线圈数正好等于槽数。
双层绕组的主要优点是:(l)可以选择最有利的节距,例如6/5τ=y ,以使异步电动机的旋转磁场波形更接近于正弦波。
因为非正弦波含有高次谐波分量,而谐波分量增加电动机的损耗、噪声、振动,减少电动机的输出功率。
(2)所有线圈具有同样的形状和尺寸,便于制造。
(3)可以组成较多的并联支路,容易制造大容量电动机,10kW 以上的电动机一般都采用双层绕组。
(4)端部形状排列整齐,有利于散热和增加机械强度。
双层绕组主要不足之处是同一槽内放置上、下两有效边,可能不属同相,因而层间电压较高,需要可靠的层间绝缘;槽利用率低,且绕组的嵌线工艺比单层复杂。
双层绕组可分为叠绕组和波绕组两种形式。
二、双层叠绕组的展开图叠绕组在嵌线时,总是后一个叠在前一个上面,所以得名叠绕组,展开图的画法与单层基本相同,只是用实线来表示线圈的上层边,虚线来表示线圈的下层边。
例5 ─ 4 国产J02 ─ 61 ─ 4 型三相异步电动机,其定子绕组采用双层叠绕的形式,定子槽数为1Z =36槽,极数2P=4 ,线圈节距y = 7(即1 与8 槽),试绘出绕组展开图。
解:(1)计算极距τ、每极每相槽数q 、选取节距y :943621===p Z τ 槽,3343621=⨯==pm Z q 槽796565≈⨯==τy 槽(2)展开图上划分极、相带并画出上层边的电流方向:列表与单层绕组完全一样,不同的是双层绕组的槽号只代表每个线圈的上层边位置,下层边位置由节距确定。
与单层绕组相似,一个相带中上层边的电流方向应相同,与相邻相带的上层边电流方向相反,图5—10a中标出的电流方向是U1、V1、W1相带向上,U2、V2、W2相带向下,下层边虚线上的电流顺着上层边流动,与本槽上层边的电流方向不一定相同。
三相异步电动机定子绕组展开图绘制教案
课程: 《电机与变压器》
课题: 三相异步电动机单层链式定子绕组展开图绘制方法
教学目标: 要求学生掌握绘制定子绕组展开图的基本步骤和作图技巧,充分领悟电动机绕组的嵌线规律,为后期的电机实习做好准备。
教学重点: 正确绘制三相异步电动机单层链式定子绕组展开图
教学难点: 1、电机定子铁心是圆的,而展开图是平铺的,二者如何关联?
2、怎样正确连接U相绕组?
教学方法: 讲授法、示例法、练习法
时间: 2014年2月25日
地点: 多媒体教室
教者: 王泽忠
授课班级: 12电3.4班
教学过程:
【组织教学】
【复旧导入】
1、三相定子绕组的构成原则
2、电动机定子铁心是圆的,如何正确表达其绕组的结构?——运用展开图【新授】
三相异步电动机单层链式定子绕组展开图绘制方法
一、展开图的含义
将电动机从两个定子槽之间沿着轴线方向切开,然后展开平铺于一个平面上,是一种直观的、方便同学们了解和学习电动机的平面图形。
注: 其切开开口处不是电动机的槽,而是两槽之间的硅钢片铁心。
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二、展开图的绘制
以三相单层链绕组为例:
绘制方法第一步: 计算参数
极距每极每相槽数
第二步: 画槽划出24 根平行线段,表示电机的24 个槽,并在其上标明槽号
第三步: 分极将24个槽分成4极,每个极下6个槽,极距为6槽,每个极占有180度电角度,并标明磁极号
第四步: 分相带每个极分三相,每相为两个槽,每个槽占有30度电角度,并按相带排列顺序U1—W2—V1—U2—W1—V2标明相带
第五步: 标明电流参考方向假设某一瞬间电流从绕组的首端流入,尾端流出,根据同一个相带中有效边的电流参考方向相同,相邻相带有效边的电流参考方向相反,标明电流参考方向。
第六步: 画单个线圈U相绕组包括第1、2、7、8、13、14、19、20共八个槽四个线圈,从节省端部导线的角度考虑,应该选择最短节距y =5,故四个线圈为2和7、8和13、14和19、20和1.
第七步: 连接线圈根据电流的参考方向依次连接U相的四个线圈。
结论: 首首相连,尾尾相连
三、学生训练,教师巡回指导
学生在自己绘制的过程之中,应该注意的几个问题:
1、定位、定尺寸
2、运用六根水平辅助线来保证作图作业的美观(完工后要擦掉,划线时应该轻画)
3、正确使用作图工具
【课堂小结】
本次课运用示例的形式,按一条主线(展开图)来进行介绍,要求同学们掌握一个中心(如何按展开图绘制步骤正确绘制定子绕组U相展开图:计算相关参数→画24根短线→分极→分相带→标明电流参考方向→正确连线),突破两个基本点(1、电机定子铁心是圆的,而展开图是平铺的,二者如何关联?2、怎样正确连接U相绕组?)
【作业】
根据首端和首端、尾端和尾端之间相隔120度电角度这一原则,绘制出其余两相绕组的展开图
【课后思考】
真正的电动机没有注明槽号,如何来确定三相绕组首尾端所在的槽位置?。