三相异步电动机新型绕组的设计
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影 响电机 的出 力， 与 电机 的 振 动 和 噪声 密切 相 还
不 等匝线 圈的双层 绕组 ， 每极每相 槽数 在 ｑ ｚ６ 为整数 和分数 ， ＝ ／ｐ 每槽匝数为２ 时， Ｗｋ 一般 每个线圈组的匝数设计为 （＋ ） ， ， １ ） １ｘ Ｗｋ Ｗｋ （－ ｘ Ｗｋ 而不等匝线圈的参数０ ＜ｌ ， ＜ｘ 按绕组的谐波 系数盯％确定。 对于ｑ Ｎ／为分数的对 称的不 等 ＝ ｄ 匝绕组 ， ≥４ ｘ 在ｄ 时， 可按Ｋ。 ＝ ， ６ ０ 忽略磁势低次
导 和 谐 波 漏 磁导 应 用Ｋｐ， 计 算 ， ＝（＋ Ⅱ ’Ｋｐ Ｋｐ １ ３ ’／ ＫＢ Ｋｐ 当于 通常 的节 距漏 抗 系数 ｋ， ＫＢ ４（ ’ 相 ） ， ｌ
线方便、 槽满率高的特点， 可实现机械化下线 。
Ｉ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ １ １ １ １ １ １ １ Ｉ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
最理想 的情况。 由于绕组中存在高次谐波 ， 其磁
势不是圆形， 可以认为是一个磁势 多边形 。 按照
・
６・２ ０ 年 第４期 《 ０７ 电机 技术》
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轳
理论与设计
＝ ｉ ３ ０ ／ｓ ｓ ｎ（ ×１）３ｉ ｎ （） ６
电节距ｙ，＝ ｑ 和与线圈的导线重及尺寸有关的 ３ｌ ３
Ｚ ｕＳ ｕａ ｇ ｏ ｈｆ ｎ
近 年 来 ， 罗斯 在 ＲＡ新系 列 电机 中， 出了 俄 推
一
绕组的磁势多边形可以确定绕组的最佳参数， 具
体 分析方 法见文 献 ［。 １ 】 １１ 不 等 匝绕组 ．
些新型绕组 ， 对于小功率电机 ， 每极每相槽数
ｑ 偶数 时， ≥６ 为单层链 式 （ 见图１ ， ≥５ ） ｑ 奇数时 为单层 同心式 ， 而较大功率 电机则采用双层不等 匝同心式绕组 （ 图２ 。 见 ） 它们打破了传统的绕组 排列 ， 其中， 新型单层链式 绕组与传统 的单层交 叉式绕组相比， 谐波磁势下降约３ ％．０ 新型 ０ ４ ％， 双层不等匝绕组与普通的双层绕组相比， 谐波磁 势则下降６ ％。 ０ 而下线又较简单且槽满 率高， 节 约铜线 ， 电气 陛能有所改善 ， 并且电磁噪声 、 振动 和铁心的附加损耗降低 ， 效率提高 ， 绕组漏抗降 低， 功率因数也提高。 绕组是电机能量转换的关键部分， 绕组不仅
平均几何节距 ：
Ｙ 。＝（ ｐ ｉ ｋ ） Ｎ Ｗ ｉ／
绕组系数 ： ｏ ｋ Ｘ ｐ ０ ２ ｋ６ ＝ ． ７ ＝ ｋ ９ １
式 中： ｘ３ ０１＝ ０ 线 圈 的位移 角 。 ａ＝ ６ ／８ ２ 一 根 据磁 势 分 析 可知 ［＇ 的 ％＝ ．１ ， １它 ］ ０４５ 与普
＝
关。 传统的三相单层绕组 ， 由于下线 比较容易 ， 没有层问绝缘 ， 槽满率高， ５ Ｗ以下的异步电 故１ｋ 机大都采用单层绕组 ， 其缺点是不能象双层绕组 灵活地选择线圈节距来削弱谐波磁势， 并且漏电 抗也较大 。 ． 而Ｙ △正弦绕组 ， 能较好削弱谐波磁 势， 但其下线工艺较复杂， 较难大量应用。
［ Ｒ Ｒ ） １ ０ ％， ｚ Ｒ ｉ／ｄ （ ２／ － １０ Ｒ２ ］ ＝（ ）ｑ ，
Ｒ＝ Ｋｏ／ ７ ｚ ６ ￣ ｐ （） １
其 中：Ｒ 一 在ｑ Ｎ ｄ ｑ ＝ ／， 为整数或ｑ 为分数时， 磁 势多边形一个重复部分 Ｏｉ１ ｑ 槽点的平均 ＝． ｄ Ｎ＝
半 径平方 ；
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理论与设计
ｄ
三相异 步 电动机 新型 绕组 的设 计
邹 淑 芳
Ｄ ｅ ｉ ｎ ｏ ｗ ｙ ｆＷ ｉ ｉ ｇ ｆＴｈｒ ｅ ｐ ｓ ｙ ｈｒ ｎ ｕｓ Ｍ ｏ ｏ ｓ ｓ ｇ ｆＮｅ Ｔ ｐｅ ｏ ｎｄ ｎ ｓ ｏ ｅ － ｈａ ｅ Ａｓ ｎｃ ｏ ｏ ｔ ｒ
不连续的绕组 ， 不等匝的单 、 双层及双层 分数或
整 数绕组 。 当绕组磁 势和相应 的磁 场为圆形旋 转磁势和圆形旋转磁 场， 也称为磁 势基波 圆， 是
在 ｌ ／ ０ 为最小时， 确定Ｘ Ｘ ＝ 。 最佳值 。 各种绕组的电磁性能与线圈节距有关， 不等 匝绕组则引入两个概念 ： 与绕组 系数有关的平均
分 数 谐波 ｖ ｌ 及ｖ ６ ／＋１ 确定 。 ＝ ／ ＝ ｋｄ 来 ｐ
表 达交流 电机 多相绕 组的 电磁参数特点 的
是谐波系数盯％， 它表示在绕组磁 势中谐波的含 量， 是评价和比较各种绕组方案优劣的电磁参数 ［ｃ ２ 盯％和导磁体的尺寸及槽形无关， 】 可由绕组磁 势多边形， 简单而准确地得到：
对于 等匝线 圈的双层绕组等匝绕组 ， ， 。 愈大， 七 则
通交叉 绕组 相比， 波下降了０２ ％， 到双层 谐 ．７ 达 绕组改善磁势谐波 的效果 ， 又保持了单层绕组下
不 等 匝绕 组 愈 好。
１ 不等匝绕组的漏磁导 ． ２ 异 步 电机 电磁计 算 中， 双层 绕组 的槽漏 磁
ｋ ） 对于单层绕组， Ｄ ＫＤ ｌ它和１ ｙ ， 。 Ｋ ’ ＝， ＝ ３ ／ 有 ＝ ｒ
关， 对于三相双层等匝绕组 ：
ＫＢ （＋ ｐ ／ 当２３ ≤ １ １ ３ ）４ ／≤ｐ ． ０ ＫＢ （ ｐ １ ／ 当ｌ３ ≤２３ ６ — ）４ ／≤ｐ ／ （） ３
１ 新型绕组设计
Ｒ Ａ系列 三相 电机 ， 采用的有单层整 数短距
Ｒ 绕组 系数为 ６ 一 的磁势基波圆半径 。
不等匝的三相单双层或 双层绕组磁 势多边
形槽点平均半径平方按式 （） １ 得
Ｒ Ⅱ ｆ Ｘ ， ６ （ ） 则 ＝ （ ） ＝ Ｘ ，
ｄ（ ）ｄ — Ｒ ／ ６ ／ｘ ０ ／ｘ ｄ（ ⅡＫｏ）ｄ ＝ （） ２
不 等匝线 圈的双层 绕组 ， 每极每相 槽数 在 ｑ ｚ６ 为整数 和分数 ， ＝ ／ｐ 每槽匝数为２ 时， Ｗｋ 一般 每个线圈组的匝数设计为 （＋ ） ， ， １ ） １ｘ Ｗｋ Ｗｋ （－ ｘ Ｗｋ 而不等匝线圈的参数０ ＜ｌ ， ＜ｘ 按绕组的谐波 系数盯％确定。 对于ｑ Ｎ／为分数的对 称的不 等 ＝ ｄ 匝绕组 ， ≥４ ｘ 在ｄ 时， 可按Ｋ。 ＝ ， ６ ０ 忽略磁势低次
导 和 谐 波 漏 磁导 应 用Ｋｐ， 计 算 ， ＝（＋ Ⅱ ’Ｋｐ Ｋｐ １ ３ ’／ ＫＢ Ｋｐ 当于 通常 的节 距漏 抗 系数 ｋ， ＫＢ ４（ ’ 相 ） ， ｌ
线方便、 槽满率高的特点， 可实现机械化下线 。
Ｉ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ １ １ １ １ １ １ １ Ｉ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
最理想 的情况。 由于绕组中存在高次谐波 ， 其磁
势不是圆形， 可以认为是一个磁势 多边形 。 按照
・
６・２ ０ 年 第４期 《 ０７ 电机 技术》
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理论与设计
＝ ｉ ３ ０ ／ｓ ｓ ｎ（ ×１）３ｉ ｎ （） ６
电节距ｙ，＝ ｑ 和与线圈的导线重及尺寸有关的 ３ｌ ３
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近 年 来 ， 罗斯 在 ＲＡ新系 列 电机 中， 出了 俄 推
一
绕组的磁势多边形可以确定绕组的最佳参数， 具
体 分析方 法见文 献 ［。 １ 】 １１ 不 等 匝绕组 ．
些新型绕组 ， 对于小功率电机 ， 每极每相槽数
ｑ 偶数 时， ≥６ 为单层链 式 （ 见图１ ， ≥５ ） ｑ 奇数时 为单层 同心式 ， 而较大功率 电机则采用双层不等 匝同心式绕组 （ 图２ 。 见 ） 它们打破了传统的绕组 排列 ， 其中， 新型单层链式 绕组与传统 的单层交 叉式绕组相比， 谐波磁势下降约３ ％．０ 新型 ０ ４ ％， 双层不等匝绕组与普通的双层绕组相比， 谐波磁 势则下降６ ％。 ０ 而下线又较简单且槽满 率高， 节 约铜线 ， 电气 陛能有所改善 ， 并且电磁噪声 、 振动 和铁心的附加损耗降低 ， 效率提高 ， 绕组漏抗降 低， 功率因数也提高。 绕组是电机能量转换的关键部分， 绕组不仅
平均几何节距 ：
Ｙ 。＝（ ｐ ｉ ｋ ） Ｎ Ｗ ｉ／
绕组系数 ： ｏ ｋ Ｘ ｐ ０ ２ ｋ６ ＝ ． ７ ＝ ｋ ９ １
式 中： ｘ３ ０１＝ ０ 线 圈 的位移 角 。 ａ＝ ６ ／８ ２ 一 根 据磁 势 分 析 可知 ［＇ 的 ％＝ ．１ ， １它 ］ ０４５ 与普
＝
关。 传统的三相单层绕组 ， 由于下线 比较容易 ， 没有层问绝缘 ， 槽满率高， ５ Ｗ以下的异步电 故１ｋ 机大都采用单层绕组 ， 其缺点是不能象双层绕组 灵活地选择线圈节距来削弱谐波磁势， 并且漏电 抗也较大 。 ． 而Ｙ △正弦绕组 ， 能较好削弱谐波磁 势， 但其下线工艺较复杂， 较难大量应用。
［ Ｒ Ｒ ） １ ０ ％， ｚ Ｒ ｉ／ｄ （ ２／ － １０ Ｒ２ ］ ＝（ ）ｑ ，
Ｒ＝ Ｋｏ／ ７ ｚ ６ ￣ ｐ （） １
其 中：Ｒ 一 在ｑ Ｎ ｄ ｑ ＝ ／， 为整数或ｑ 为分数时， 磁 势多边形一个重复部分 Ｏｉ１ ｑ 槽点的平均 ＝． ｄ Ｎ＝
半 径平方 ；
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ｄ
三相异 步 电动机 新型 绕组 的设 计
邹 淑 芳
Ｄ ｅ ｉ ｎ ｏ ｗ ｙ ｆＷ ｉ ｉ ｇ ｆＴｈｒ ｅ ｐ ｓ ｙ ｈｒ ｎ ｕｓ Ｍ ｏ ｏ ｓ ｓ ｇ ｆＮｅ Ｔ ｐｅ ｏ ｎｄ ｎ ｓ ｏ ｅ － ｈａ ｅ Ａｓ ｎｃ ｏ ｏ ｔ ｒ
不连续的绕组 ， 不等匝的单 、 双层及双层 分数或
整 数绕组 。 当绕组磁 势和相应 的磁 场为圆形旋 转磁势和圆形旋转磁 场， 也称为磁 势基波 圆， 是
在 ｌ ／ ０ 为最小时， 确定Ｘ Ｘ ＝ 。 最佳值 。 各种绕组的电磁性能与线圈节距有关， 不等 匝绕组则引入两个概念 ： 与绕组 系数有关的平均
分 数 谐波 ｖ ｌ 及ｖ ６ ／＋１ 确定 。 ＝ ／ ＝ ｋｄ 来 ｐ
表 达交流 电机 多相绕 组的 电磁参数特点 的
是谐波系数盯％， 它表示在绕组磁 势中谐波的含 量， 是评价和比较各种绕组方案优劣的电磁参数 ［ｃ ２ 盯％和导磁体的尺寸及槽形无关， 】 可由绕组磁 势多边形， 简单而准确地得到：
对于 等匝线 圈的双层绕组等匝绕组 ， ， 。 愈大， 七 则
通交叉 绕组 相比， 波下降了０２ ％， 到双层 谐 ．７ 达 绕组改善磁势谐波 的效果 ， 又保持了单层绕组下
不 等 匝绕 组 愈 好。
１ 不等匝绕组的漏磁导 ． ２ 异 步 电机 电磁计 算 中， 双层 绕组 的槽漏 磁
ｋ ） 对于单层绕组， Ｄ ＫＤ ｌ它和１ ｙ ， 。 Ｋ ’ ＝， ＝ ３ ／ 有 ＝ ｒ
关， 对于三相双层等匝绕组 ：
ＫＢ （＋ ｐ ／ 当２３ ≤ １ １ ３ ）４ ／≤ｐ ． ０ ＫＢ （ ｐ １ ／ 当ｌ３ ≤２３ ６ — ）４ ／≤ｐ ／ （） ３
１ 新型绕组设计
Ｒ Ａ系列 三相 电机 ， 采用的有单层整 数短距
Ｒ 绕组 系数为 ６ 一 的磁势基波圆半径 。
不等匝的三相单双层或 双层绕组磁 势多边
形槽点平均半径平方按式 （） １ 得
Ｒ Ⅱ ｆ Ｘ ， ６ （ ） 则 ＝ （ ） ＝ Ｘ ，
ｄ（ ）ｄ — Ｒ ／ ６ ／ｘ ０ ／ｘ ｄ（ ⅡＫｏ）ｄ ＝ （） ２
