电机绕组的设计与实训

电机绕组的设计与实训

学院(系) ：自动化工程学院

年级专业 ：

学生姓名 ：

指导教师 ：

日 期 ：

电机设计与实训任务书

学院：自动化工程学院

学

号 学生

姓名 专 业

班 级

实训内容：

1、 复习电动机的基本知识，掌握电动机的基本结构，理解电动机的基本运行原理；

2、 掌握异步电动机定子线圈的绕线方法；包括链式、同心式、交叉式；

3、 认识各种嵌线工具；

4、 掌握线模的制作方法；

5、 重点掌握电动机定子绕组的线圈嵌放以及连接；

6、 学会检查所绕制的定子绕组是否合格。

实训进程：

第1天： 复习电动机基本常识，学习电动机定子绕组的绕线方法；

第2、3天： 认识和熟练使用各种嵌线工具，以及制作合适的线模，将定子绕组绕成链式，并检查是否合格；

第4、5天：总结实训内容，写实训报告。

指导教师：

目 录

电机绕组的设计与实训

 一 、 实训目的

 二 、 异步电机的基础理论

 2.1 三相异步电动机的结构

 2.2 三相异步电动机的工作原理

 2.3 三相异步电动机绕组结构

 三 、 电机绕组的嵌线

 3.1 嵌线操作的专用术语

 3.2 电机嵌线专用工具

 3.3 电机嵌线材料

 3.4 嵌线方法

 四、 实训总结及心得体会

一、实训目的：

1、掌握三相异步电动机的内部结构和工作原理。

2、熟练掌握电机绕组的拆卸、绕组绕制和及电机装配过程。

3、掌握电机绕组端子确定、绝缘电阻的测试、空载运行时电流的测试等方法。

4、掌握万用表、摇表、钳形电流表的使用。

二、三相异步电动机的基础理论：

2.1三相异步电动机的结构

定子铁心：嵌放绕组，提供磁路

定子： 定子绕组：产生旋转磁场

机座：支撑电机各部件

端盖：支撑作用

基本结构： 转子铁心：嵌放绕组，提供磁路

转子： 转子绕组：感应出电势、电流

转轴：连接转动部分与不动部分

风扇：冷却电动机

气隙

转子种类：绕线式：绕组的三个末端接在一起（Y型），三个首端分别接在转子上三个彼此绝缘的铜制滑环上，再通过滑环上的电刷与外电路的变阻器相连，以便调节转速或改变电动机的起动性能 鼠笼式：在转子铁心槽内插入铜条，两端再用两个铜环焊接而成

材料：铁心均由硅钢片叠压而成

2.1 三相异步电动机的工作原理

（一）定子绕组旋转磁场

1、定子绕组旋转磁场的产生

在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置各相差120°电角度的三相绕组，分别通入三相交流电，则在定子与转子的空气隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的。

2、旋转磁场的旋转速度

当旋转磁场具有P对磁极时，交流电每变化一周，磁场就在空间转过1/P转。

旋转磁场的转速为：n1=60f1/p

f——电流的频率。

p——定子绕组产生的磁极对数。

3.旋转磁场的旋转方向

交流电动机旋转磁场的旋转方向一般与接入定子绕组的电流相序有关。其旋转方向与通入三相绕组的电流相序是反序的。

（二）三相异步电动机的转动原理

当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

（三）转差率

旋转磁场的同步转速与转子转速之差与同步转速的比值

转差率：s=(n1-n)/n1

2.3三相异步电动机绕组结构

一．有关术语和基本参数

1.线圈：是组成绕组的基本元件，用绝缘导线（漆包线）在绕线模上按一定形状绕制而成。 2.线圈组：几个线圈顺接串联即构成线圈组，异步电机中最常见的线圈组是极相组。

3.定子槽数：定子铁心上线槽总数 Z

4.磁极数(2p)：绕组通电后所产生磁场的总磁极个数，电机的磁极个数总是成对出现。

p=60f/n1

5.极距τ：相邻两磁极之间的槽距 τ=Z/2p

6.节距y：一个线圈的两有效边所跨占的槽数

y≈τ=Z/2p

7.每极相槽数q:绕组每极每相所占的槽数 q=Z/(3×2p)

8.槽距角α：定子相邻槽之间的间隔 α=180°×2p/Z

二．三相绕组的排列方法

1.三相绕组的构成规则

每相绕组的槽数必须相等，且在定子上均匀分布；三相绕组在空间应互相间隔120°电角度；三相绕组一般采用60°相带，即三相有效边在一对磁场下均匀的分为6个相带。

2.三相绕组的构造方法和步骤

1）计算基本参数

每极相槽数：q=Z/(3×2p) 槽距角：α=180°×2p/Z

2）确定线圈节距y 3）划分相带 取q个槽为一个相带，相带按U1-W2-V1-U2-W1-V2的顺序循环排列。

4）标定线圈电流方向 同一相线圈的各个有效边在同性磁极下的电流方向应相同，而在异性磁极下的电流方向相反。

5）作绕组表 6）连线圈和线圈组

7）连相绕组 8）确定各相绕组的电源引出线 （彼此隔120°电角度） 9）连三相绕组

三．三相绕组的端部连接方式

1.等宽度式（链式）

链式绕组是由具有相同形状和宽度的单层线圈元件所组成，因其绕组端部各个线圈像套起的链环一样而得名。单层链式绕组应特别注意的是其线圈节距必须为奇数，否则该绕组将无法排列布置。

2.同心式

同一极相组内的所有线圈围抱同一圆心。

3.交叉式

每极每相槽数9为大于2的奇数时链式绕组将无法排列布置，此时就需要采用具有单、双线圈的交叉式绕组。

三、电机绕组的嵌线 （一）嵌线操作的专用术语

1.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。

2.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；例一边则称为上层边。

3.浮边与沉边 4.交叠边

5.整嵌法 6.吊边

7.退式嵌线

（二）.电机嵌线工具

1.清槽片：清槽片是清除电机定子铁心槽内残存绝缘物，锈斑等杂物的专用工具。

2. 划线片（板） ：划线片是嵌放线圈时将导线划进铁芯线槽内，以及理顺已嵌入槽里的导线的专用工具。

3. 压线块（铁）：压线块是把已嵌入线槽的导线压紧并使其平整的专用工具。 4. 压线条 ：压线条又称捅条，是小型电机嵌线时必须使用的工具。

压线条捅入槽口有两个作用：其一是利用楔形平面将槽内的部分导线压实或将槽内所有导线压实，压部分导线是为了方便继续嵌线，而压所有导线是为了便于插入槽楔，封锁槽口；其二是配合划线片对槽口绝缘进行折合、封口。最好根据槽形的大小制成不同尺寸的多件，压线条整体要光滑，底部要平整，以免操作时损伤导线的绝缘和槽绝缘。

5. 刮线刀 ：刮线刀是用来刮去导线接头上绝缘层的专用工具。

6. 裁纸刀 ：裁纸刀是用来推裁高出槽面的槽绝缘 纸的专用工具。

7. 绕线模 ：绕线模是用来绕制电机绕组线圈的专用工具。

8. 千分尺 ：千分尺有内外径之分,电机修理只使用外径千分尺，外径千分尺是用来测量导线线径的。其分度值为0.001mm。

千分尺是一种精密量具，使用时应注意：

(a)测量前，先把千分尺的两个测量面擦干净，然后转动测力装置—棘轮，使两个测量面轻轻地接触，并且没有间隙，先检查两测量面间的平行度是否良好，再检查零位对准与否。

（b）把被测量物表面擦干净，以免有脏物影响测量的精度。

(c)测量时用左手准确地握着千分尺的尺架(平端或垂直)，右手的两指旋转刻度套管。当两 个测量面将要接近被测量零件表面时，就不要直

接旋转刻度套管，而只转动棘轮，以得到固定的测量力。等到虽然转动棘轮而刻度套管不再转动时，并听到棘轮发出”卡卡"声，即可读出要测量的数值。

(d)在读取测量数值数时，当心读错0.5mm，即在固定套管上多读或少读半格(O.5mm)。

(e)为避免测量一次所得结果的误差，可在第一次测量后松开棘轮，再重复测量几次。

（三）电机嵌线专用材料

1）.绝缘材料

绝缘材料是用来隔离带电的或不同电位的导体，使电流按确定的路径流通。绝缘材料种类很多。在电机修理中，不同的部位需采用不同的绝缘材料，所用的绝缘材料的绝缘等级必须与所修电机铭牌上的绝缘等级相符。

1．绕组用主绝缘材料

2．电机绕组包绕用绝缘材料

3．直流电机专用绝缘材料

4．电机组件用绝缘材料

5．电机专用绝缘漆 为了提高绕组的耐潮、防腐性能，并提高机械强度、导热性和散热效果，延缓电机绕组老化等，可采用专用绝缘漆对电机进行浸漆绝缘处理。

2）电磁线

电磁线也叫漆包线，它是在导体外涂以相应的漆溶液，再经溶剂挥发和漆膜固化、冷却而制成。漆包线按其所用的绝缘漆可以分成聚酯漆包线、聚酯亚胺漆包线、聚酰胺亚胺漆包线、聚酰亚胺漆包线、聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺漆包线、耐电晕漆包线，以及油性漆、缩醛漆、聚氨酯漆包线等。有时也按其用途的特殊性分类，如自粘性漆包线、耐冷冻剂漆包线等。

四．嵌线方式

（一）放置槽绝缘

将已裁剪好的槽绝缘纸纵向摺成"U"形插入槽中，绝缘纸光面向里，便于向槽内嵌线。

（二）线圈的整理

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。

2．扭转