异步电机定子绕组的嵌线

《三相异步电动机定子绕组及其嵌线》教学实践与探索“三相异步电动机定子绕组及其嵌线”是全国中等职业技术学校电工类专业模块教材《电动机》第一单元课题三中的技能训练。

该课题是电动机技能训练中很重要的项目之一,可以起到承前启后的作用,通过对该实例课教学过程的分析和总结,以提高我校电动机实训教学的水平。

标签：电动机;实训教学;定子绕组重绕;课题分析;教学方法1 课题分析1.1 课题的地位及其作用三相异步电动机结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用维护方便,广泛用作各种生产机械的动力机。

但如果使用不当,轻则不能发挥其功能,重则会影响整个机械系统的正常运行。

定子绕组是三相异步电动机的主要组成部分,是电动机产生旋转磁场、实现能量转换的关键部件,也是容易受到损伤的部位。

目前损坏的电动机中,80%左右要维修绕组。

所以掌握定子绕组的基本结构、嵌线方法及展开图的绘制,了解常见故障的处理方法是非常必要的。

而本课题是电工类专业模块教材《电动机》第一单元课题三《三相异步电动机定子绕组嵌线》的技能训练。

该课题是三相异步电动机技能训练中最重要的项目之一,学生通过对该课题的学习,应能熟练地进行电动机定子绕组重绕,为今后学习打下良好的基础。

教材后续多个课题都是在此基础上的延伸。

因此,该课题既是前面教学内容的延续,又是学习后续课题的重要基础。

1.2 课题的分析与处理本课题的内容编排顺序是先给出定子绕组展开图,列出所用电工工具、仪表及器材,介绍此课题中所用到的仪器、设备,然后列出嵌线的操作步骤及工艺要求。

这样分开叙述灵活性较强,但在教学中应注意不能将教材内容截然分开,要努力做到分中有合,既要加强教材的系统性,又要使教学内容不呆板。

鉴于本课题与前后知识及技能训练之间的紧密联系,若单纯讲授定子绕组展开图及嵌线要求后便让学生进行操作,将不利于调动学生的学习积极性和激发他们的学习热情,也不利于学生知识的掌握和动手能力的培养。

因此,针对该课题的特点和它与前面所学课题的共同之处,根据教学大纲对学生知识和技能的要求,我采用“分层引导、逐步逼近”的教学方法进行教学。

一．电机结构电机作为电能生产, 输送和应用能量转换装置, 在我们的日常生活中, 具有十分重要的作用。

电在电机中只要是以路的形式出现, 即由电机内的线圈( 或绕组) 构成电机的回路。

异步电机的基本构造: 固定部分叫做定子, 旋转部分称为转子, 定, 转子之间还存在一个很小的空隙, 简称为气隙。

异步电机的定子由铁芯和三相交流绕组组成。

主要包括绕组, 铁芯和机座三部分。

三相异步电机的定子绕组是电机的电路部分, 绕组用带绝缘的铜导线绕制, 嵌在定子槽内, 绕组与槽壁间用绝缘材料隔开。

二．绕制线圈一．绕线前准备1.仔细检查电磁线牌号, 规格, 绝缘厚度公差符合规定, 裸线直径允许偏差符合要求2.将成盘的电磁线放在线轴上往下放, 不应该从原线捆上往下放着使用。

3.检查绕线机运行情况是否良好, 要放好绕线模, 调好计圈器。

4.用毛毡浸石蜡的压板将电磁线夹紧, 使电磁线拉力适度。

二．绕线过程1.在绕线模上放好卡紧布带, 将引线头放在右手边, 然后由右边向左边开始绕线;2.绕线过程中要求拉力适当, 使线圈各线匝之间服帖、靠紧。

绕完后, 留出所需的引线长度, 不能够过长以防浪费。

3.绕制过程中, 导线如需接头时, 要在端部焊接, 焊后清理毛刺, 包上绝缘, 套上套管, 多根并绕的导线接头位置, 应错开一定距离。

4.检查线圈的尺寸、匝数, 均符合要求后, 再成批生产。

三．嵌线嵌线就是根据绕组设计要求把一个个线圈放进定子槽内, 组成整个绕组。

嵌线质量的如何直接影响到电机是否能达到规定的技术要求, 因此嵌线工序是整个重嵌绕组中最重要的一环。

一般电机的嵌线工艺流程是: 准备绝缘材料－放置槽绝缘－嵌线－封槽口－端部整形。

一．绝缘材料的使用异步电动机定子绕组绝缘分为槽绝缘、相绝缘和层间绝缘三种。

槽绝缘用于槽内, 是绕组与铁芯之间的绝缘。

相绝缘又称端部绝缘, 用于绕组端部两相绕组之间的绝缘。

层间绝缘是用于双层绕组上下层之间的绝缘。

一、三相异步电动机绕组常识一般中小型电动机的定子绕组。

是用漆包线在线模上绕制而成，绕组的尺寸大小，线径和匝数，都是根据电动机电气性能来确定的，线圈的工作部分是嵌在铁芯槽中的两个直线边，叫有效边，用来完成电动机的电磁转换，线圈在铁芯外的二个端部。

起连接有效边接通电路的作用。

三相电源经线圈绕组，在电动机定子中产生旋转磁场，转子中的鼠笼条产生感应电流，产生磁场。

在两个磁场力的作用下，使转子旋转带动负载。

极聚τ：指电动机每一个磁极所对应的圆周表面距离。

也就是同相相邻两个异性磁极之间的距离。

计算极距的公式为：τ（极距）=z（定子铁芯总槽数）/2P（P为磁极的对数）节距：节距指线圈两个有效边在铁芯圆周上所跨的距离。

又叫跨距。

节距与极距相等的绕组叫全节绕组，节距小于极距的绕组叫短节绕组。

每极每相槽数q：每个磁极中，每相电流所占的槽数叫每极每相槽数，即：q（每极每相槽数）=z（定子铁芯总槽数）/2PM（P：磁极对数，M：电流相数）例：一台36槽4极三相电动机，其极距：τ=z/2P，即36/（2×2）=9槽每极每相槽数： q=z/2PM，即36/（2×2×3）=3槽单层绕组每个线圈占两个线槽，故每相应有线圈：36/（2×3）相=6个，三相共有18个线圈。

通常36槽4极电动机，每相绕组由两个跨距为1～9的双逢把（全距）或两个跨距为1～8的单把线圈（短距）组成。

电动定子绕组常见的故障有：过热引起的绕组绝缘破坏，绕组相间击穿短路，同绕组线间短路，绕组与铁芯之间的绝缘击穿等。

小故障如：绕组绝缘性能下降，局部绕组绝缘擦伤，接头或引线接触不良或断线。

小故障可用局部维修的方法解决。

现在所常用的Y系列电动机，绕组所占的槽满率较高，又进行过漫漆处理，过去曾用过的穿线修复局部绕组的办法，在实际运用中很难实施。

所以绕组稍大一点的故障，也只能采用将所有绕组拆除后换用新绕组的办法维修。

二、绕组维修常用工具一般绕组维修常用工具有：改锥、钳子、扳手、铜棒、撬棍、锉刀、铁榔头、橡皮榔头、电烙铁等。

电机绕组嵌线规律与技巧作者：李小卓来源：《读与写·下旬刊》2015年第01期摘要：本文通过自己多年的电机维修经验，重点介绍电机绕组在嵌线时的两个重要技巧，即线圈的整理手法和下线规律，并提出逆时针倒退下线法，解决了电机在嵌线时容易将同一极相组线圈下错的缺点。

关键词：线圈整理;嵌线规律;逆时针倒退法中图分类号：G718 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2015）02-0223-01电机作为原动力，在社会各领域的应用非常广泛。

绕组是电机的心脏，同时也是故障率最高的部分，因而电机的修理大部分工作就是对绕组的修理。

在对绕组的修理过程中，嵌线是一项对技术、耐性、心细和熟练程度都有很高要求的制作工艺，嵌线的水平直接关系到电机的质量，直接影响到重绕电动机的电气性能。

不同的电机虽然在结构和性能上有所区别，但在绕组嵌线上有它的共性，现结合多年来的电机维修经验谈一下电机绕组嵌线规律与技巧。

1.线圈的整理手法1.1 缩宽。

用两手的拇指和食指分别拉压线圈直线转角部位，将线圈宽度压缩到能进入定子内膛而不碰触铁心，也可将线圈横立并垂直于台面，用双手扶着线圈向下压缩。

1.2 扭转。

解开欲嵌放线圈有效边的扎线，左手拇指和食指捏住直线边靠转角处，同样用右手指捏住上层边相应部位，将两边同向扭转，使线圈边导线扭向一面。

1.3 捏扁。

将右手移到下层边与左手配合，尽量将下层直线边靠转角处捏扁，然后左手不动，右手指边捏边向下搓，使下层边梳理成扁平的刀状，如扁平度不够可多搓捏几次，如图一所示。

2.电机嵌线方法电机常用的绕组形式有单层链式、单层同心式、单层交叉式和嵌双层绕组，嵌线工艺通常采用平面法和吊把法，平面法就是每嵌入一相后再嵌另一相，全部嵌好后在电机端部相迭成两或三个圆柱形平面，它的特点是嵌线较容易，但由于绕组在端部分布不均匀，因而隔相和端部整形较困难。

因此，在电机绕组下线时较少采用此方法。

吊把法就是为了防止暂不嵌入槽内的另一线圈边影响其它线圈的嵌线操作，根据每极相槽数q的数量采用线绳先吊起来，最后才依次嵌入的方法。

技术与应用A PPLICATION145ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2015 10三相异步电动机定子绕组的嵌线方法文／刘　妍摘 要：三相异步电动机定子绕组的嵌线对于中职学生来说是一项非常重要的技能。

把电动机的定子绕组嵌入定子铁芯槽内，是学生在实操过程中迫切需要解决的问题，也是我们一体化教师为学生考虑的问题。

本文现以几种典型的三相异步电动机为例，介绍三相异步电动机定子绕组嵌线的方法。

关键词：定子绕组　嵌线　端部接线三相异步电动机的定子绕组是电动机定子的主要组成部分，也是电动机的电路部分。

因为它将通过电磁感应实现电能向机械能的转换，因此可以把三相定子绕组说成是三相异步电动机的心脏。

电动机在使用过程中，出现故障最多的就是定子绕组，当定子绕组严重损坏，无法做局部修复时，就要把原绕组整体拆掉，重新嵌放新的绕组。

了解定子绕组的嵌线工艺、连线方法，对电动机的制造和维修都是十分必要的。

三相定子绕组（U 相、V 相、W 相）中的每一相由许多个线圈按一定的规律嵌放在定子铁心槽内，它可以是单层的，也可以是双层的，也可以是全节距的也可以是短节距的。

现以几种典型的三相异步电动机为例，介绍一下三相异步电动机定子绕组嵌线的方法。

一、24槽4极全节距三相异步电动机1.嵌线方法此绕组嵌线方法可归纳为“嵌二、空二、嵌二、反二、吊二”。

例如：嵌第1、2槽，空第3、4槽，嵌第5、6槽，先将第6槽线圈的另一个有效边反到24槽，再将第5槽线圈的另一个有效边反到23槽……在嵌入第一组线圈有效边的第1、2槽后把它们另一有效边19、20槽先行吊起。

2.端部接线方法电动机定子绕组全部嵌好后将线圈连接，从展开图端部可以得出：找同相顺序隔二，找临相顺序排列，并按：“首尾相连”的串连接法进行连接。

二、24槽2极短节距三相异步电动机1.嵌线方法此绕组嵌线方法可归纳为“嵌二、空二、嵌二、空二、吊四、嵌二、反二”。

例如：嵌第1槽、2槽，空第3槽、4槽，嵌第5、6槽，空7、8槽，在嵌入第1、2槽和5、6槽后把它们另一有效边先行吊起，然后将嵌入第9、10槽的另一个有效边反到第23、24槽，空第11、12槽，以后就按嵌二反二空二的规律嵌下去……2.端部接线方法整台电动机定子绕组全部嵌好后将线圈连接，从展开图端部可以得出：找同相顺序隔二，找临相顺序隔一，并按：“首首相连，尾尾相连”的反串连接法进行连接。

.实习名称：三相异步电动机实习报告2.实习内容：拆、绕一台三相异步电动机3.实习器材：电机，铜线4.实习目的：1.加深理解三相电动机的工作原理2.熟悉电动机的嵌线工艺、装配流程5:实习步骤：1.三相异步电动机原理分析2.绕制电机绕组线圈3.装配电动机定子绕组4.电动机整机安装及调试6：实习过程：<一>三相异步电动机原理分析。

1．结构三相异步电动机主要由静止的和转动的两部分构成，其静止部分称为定子。

定子是用硅钢片叠成的圆筒形铁心，其内圆周有槽用来安放三相对称绕组；三相对称绕组每相在空间互差120°，可连接成Y形或△形。

三相异步电动机转动的部分称为转子，是用硅钢片叠成的圆柱形铁心，与定子铁心共同形成磁路。

转子外圆周有槽用以安放转子绕组。

转子绕组有鼠笼式和绕线式两种。

鼠笼式：将铜条插入槽内，两端用铜环短接，或直接用熔铝浇铸而成短路绕组。

绕线式：安放三相对称绕组，其一端接在一起形成Y形，另一端引出连接三个已被接触Y形的电阻，或直接通过短路端环短接。

（在该次实习中我们使用的是鼠笼式。

）2．旋转磁场旋转磁场是极性和大小不变且以一定转速旋转的磁场。

对称三相绕组流过对称三相电流，产生圆形旋转磁通势和旋转磁场。

三相对称绕组是三套数据相同，空间（沿定子内圆）互差120°电角度的绕组组成三相对称绕组,通以三相对称电流就可产生旋转磁场3. 作用原理转子绕组切割旋转磁场产生感应电动势，并在短路的转子绕组中形成转子电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，形成转动力矩。

使转子随旋转磁场以转速n转动并带动机械负载。

转子和旋转磁场之间转速差的存在是异步电动机的必要条件，转速差以转差率来衡量。

4.定子铁心和定子绕组定子铁心：导磁和嵌放定子三相绕组；0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成；内圆均匀开槽；槽形有半闭口；半开口和开口槽三种，适用于不同的电机。

三相定子绕组：绝缘导线绕制线圈由若干绝缘导线绕制的线圈按照一定规律连接成三相对称绕组；交流电机的定子绕组称为电枢绕组是电机能还的关键部分。

异步电机绕组的嵌线操作的专用术语名词解释异步电机绕组的嵌线操作的专用术语名词解释：(一)线圈(组)引出线每个线圈(组)都有两根引出线，分别称为头、尾端。

嵌线时，线圈(组)引出线必须从定子的出线孔一侧引出，通常出线孔的一侧应置于操作者右边。

（二）上层边与下层边双层绕组中一个线圈的两个有效边，先嵌入的有效边处于槽内的下层，称为下层边或底边；另一边则称为上层边。

（三）浮边与沉边单层绕组在槽中没有层次之分，但先嵌入的有效边端部被后嵌入的有效边端部所叠压，故先嵌入的有效边称之为沉边，而后嵌入的边浮现在表面，就称为浮边。

（四）交叠法交叠法是指在嵌线中，一个线圈的某一有效边先嵌入，而另一有效边暂不能嵌入，当该槽下层边(对双层绕组)或前槽沉边(对单层绕组)嵌入后，才方可将此边嵌入。

其绕组端部的分布呈层次交叠状。

（五）整嵌法整嵌法是指嵌线时，线圈的两有效边相继同批次嵌入相应两槽，其绕组端部的分布呈明显的"两平面"或"三平面"状。

（六）吊边在采用交叠法嵌线时，线圈一有效边先嵌入槽后，另一有效边要等该槽下层边或前槽沉边嵌入后方能嵌线。

在未能嵌入之前，为了防止它与铁心摩擦损伤，故须将其垫起或吊起，即称为吊边。

（七）退式嵌线当嵌入某线圈边后，再嵌入下槽时，是采用后退式。

即单独嵌线时，电机定子是水平平行于操作者面前放置的，线圈往前倒，嵌线进程是向人怀里退。

五、机械角度、电角度与槽电角度1、机械角度与电角度按照几何学的方法，把圆周划分为360个等分，其中每个等分即1度，共360度。

这样划分的角度称为机械角度或几何角度。

在电动机中，把一对磁极在铁心圆周上所占有的区间定为360°电角度。

电角度与机械角度的关系可用下式计算：电角度=极对数×360°电角度=极数×180°2、槽电角度a电动机铁心每槽占有的电角度称为槽电角度。

槽电角度a可用下式计算：a=p×360°=2p×180°/Z式中p—极对数；Z—铁心槽数。

电机采用斜槽的目的及其实现过程三相异步电动机转子铁芯开槽是为了嵌入转子绕组或铸铝（或铸合金铝、铸铜）；定子上通常也开槽，其作用也是嵌入定子绕组。

大多数情况下，采用转子斜槽，因为定子采用斜槽后，嵌线操作会比较困难。

电机内部有各种频率的谐波，因定子采用分布短距绕组，所以除齿谐波之外的其它频率的谐波磁势幅值均被极大程度地削弱。

由于齿谐波绕组系数等于基波绕组系数，所以齿谐波磁势几乎不受影响。

因为三相异步电动机的定、转子开槽，造成整个气隙圆周范围磁阻不均匀，电机运转时电磁转矩和感应电动势相应波动。

转子斜槽后，形成的电磁转矩和感应电动势近似于同一根转子导条均匀分布在一段圆周范围内的平均值，能有效地削弱齿谐波磁场所产生的谐波电动势，从而削弱由这些谐波磁场引起的附加转矩，降低电磁振动和噪声。

转子斜槽后虽然也会使转子感应的基波电动势减少，但一般选择的斜槽度相对于极距来说小得多，因而对电机基本性能影响很小，故中小型铸铝转子异步电动机普遍采用转子斜槽。

一、转子斜槽的实现形式1、采用斜键的方式叠压用通常的方法冲制转子冲片，用带直线形斜键的假轴迭装转子铁心，这种转子铁心的斜槽也是螺旋形的。

2、采用特殊转轴实现即用通常的方法冲制转子冲片，用带螺旋形斜缝的假轴迭装转子铁心。

这种转子铁芯的斜槽是螺旋形的。

3、将冲片的定位槽进行周向位置旋转即在高速冲槽机上配以冲斜槽的附件，实现每冲制转子冲片一张，冲槽模沿冲片切向自动移动一微小距离，整台冲片冲完，达到设计要求的槽斜度。

用这种方法冲制的转子冲片，用带直键的假轴可选装成斜槽转子铁心。

这种斜槽转子铁心对铜条转子特别有利，因为这种转子铁心的斜槽不是螺旋形，而是直线形，利于铜条插入。

但是，这种方式冲制的冲片，彼此的顺序及方向不能出现颠倒，否则叠压后的铁芯无法符合图样。

拥有带冲斜槽附件的高速冲槽机的厂家不多，螺旋形斜键的制造比较困难，很多厂家用平直形斜键迭装斜槽转子铁芯。

用平直形斜键选装转子铁心时，转子槽形棒是无法使用的。

由电机展开图解读其嵌线工艺摘要:在技校维修电工专业实习教学中，三相异步电动机的嵌线工艺是教学的重点，也是教学的难点。

许多学生由于对三相异步电动机的展开图理解不深，嵌线时感觉无从下手，部分学生只是死记几种嵌线方法，不会灵活运用。

本文结合展开图解读其嵌线工艺，以期对维修电工专业学生有所帮助。

关键词: 嵌线工艺电动机1、单层链式绕组嵌线工艺图1是三相4极24槽单层链式绕组展开图。

每极每相槽数为2，线圈节距为1—6。

图1展开图上面一行数字表示嵌线顺序，下面一行数字表示线槽序号。

由图可以看出每一相都有4个线圈。

每一个线圈都有两个边，通常我们把先下的那一个边称为下层边，例如本例中的奇数槽里下的那一边（图上每个线圈的左边），都是下层边；后下的那一边称为上层边，例如本例中的偶数槽里下的那一边（图上每个线圈的右边），都是上层边。

每一个上层边都压着两个下层边，例如本例中的6槽里下的上层边压着5槽、3槽下的下层边，由此可见，单层链式绕组嵌线时一定要吊起两把线圈最后下，即吊把线圈2把。

嵌线步骤是按次序先嵌下层边，后嵌上层边；最后嵌吊起的两把线圈的上层边。

具体的嵌线顺序如下：(1)选好第一槽位置，靠近机座出线口。

（2）嵌槽1（U相第一个线圈的下层边），上层边吊起。

（3）空一槽24，嵌23槽（W相第一个线圈的下层边），上层边吊起。

（4）再空一槽22，嵌21槽（V相第一个线圈的下层边），上层边按节距1—6压着1槽、23槽的下层边嵌入槽2。

（5）再空一槽20，嵌入19槽（U相第二个线圈的下层边），上层边按节距1—6压着23槽、21槽下层边嵌入24槽。

此线圈与本相第一个线圈的连接关系是上层边与上层边相连或下层边与下层边相连，即尾、尾或首、首相连。

（6）以后W、V相按空一槽嵌入一槽的次序，轮流将U、W、V三相的4个线圈嵌完。

最后把吊把线圈两把嵌入，至此整个绕组全部嵌完。

单层链式绕组的嵌线规律是：嵌1槽，空1槽，吊2把线圈。

简称为“嵌1空1吊2”。