所謂展開圖,就是將電動機定子鐵心帶繞組用刀切開并攤平,按電動機繞組在定子鐵心上的布置,畫出的一種繞組展開圖。
例1、一臺24槽,4極電機,要求采用同心式繞組布置,求畫繞組展開圖。
1、根據要求先出每極所占槽數
每極所占槽數=電動機的總槽數/(2P) 或=電動機的總槽數/4(極數)
每極所占槽數=24/4=6槽 如下圖所示
2、求出每極每相所占(即為極相組)槽數,即在一個磁極里(N或S)按三相平分所得的槽數。每相在每個磁極里均按A、C、B的規律排列,而每相所占的槽數必定相等。如下圖所示。
每極每相所占槽數=每極所占槽數/3相=6/3=2槽
3、畫第一相繞組展開圖
根據上面計算分配得知,每極每相所占槽數為2,即第一極N中,A相占2槽(1、2槽)。而第二極S中,A相也占2槽(7、8槽)。第三極N中,A相也一樣占2槽(13、14槽)。而第四極S中,A相同樣也占2槽(19、20槽)。對于單層電動機而言,一個線圈有二個有效邊,如果它的第一個有效邊在N極,則另一個有效邊就是在S極。根據同心式繞組的畫法,我們得出第一個N極和第二個S極的1------8槽(y=7)、2------7槽(y=5)相連的二個繞組,而第三個N極與第四個S極的連接與上面是相同的,分別是13------20、14------19相連,同樣組成另二個繞組。這樣A相繞組全部畫完(畫時應逆時針方向)。
4、繞組的連接 繞組的連接是按順電流方向,逆時針,依繞組先后排列順序依次連接。
A、電流的方向 在同性磁極下電流方向必定相同,在異性磁極下電流的方向必定相反。根據經驗,相鄰二相的電流方向恰恰相反(初學時電流方向一定要搞清)。
對于一個繞組而言,若規定了它的進出線的位置,按上圖第一個線圈是由第1槽進線(它位于N極),可以確定電流的流向是向上。而電流不管匝數有多少電流總是由第8槽流出(它位于S極),故電流的流向必定是向下的。又由于第2槽與第1槽同處于N極,故第2槽的電流方向與第1槽相同,同是向上。而第7槽則與第8槽一樣同處于S極,其電流流向相同,均向下。現我們來看第13、14槽它們位于N極與第1、2槽同極性故其電流方向應相同而向上,而第19、20槽則處于S極,故其電流流向與第7、8槽(處于S極)其流向相同,均向下。至此線圈的8個有效邊的電流方向均已確定,并把它標于圖上。
B、逆序依次連接 我們把1------8槽的線圈編為第一個線圈,把2------7的線圈編為第二個線圈,再把13------20的線圈編為第三個線圈,又把14------19的線圈編為第四個線圈。我們把第一個線圈的第1槽作為A相的進線,按規定編為U1。而它的出線在第8槽,第8槽的出線要么與第二個線圈的第2槽或第7槽相接,若假定與第8槽與第7槽相接,我們就會發現其電流方向恰好與原標定的方向相反,而只有與第2槽相接才會順著電流的方向,故應跟第2槽相接。此時的線尾則是由第7槽出來。而第7槽則應與第三個線圈的第13槽相接,而由第20槽出來,而第20槽的出線則與第14槽相接,由第19槽出來,而第19槽出來的線,則為A相繞組的尾線。只有這樣連接才能保持電流的方向不變。而尾線則按規定編為U2。
按上述的順序連接方向,即為逆序方向,不得反向連接。
5、確定三相繞組的進線 電動機三相繞組在空間位置上,應分別相差120度電角度。以第一相進線為準,以每槽的電角度累計和120度后的第1槽即為第二相進線的頭。而第三相進線,則以第二相進線頭為準,依上法確定。其計算方法如下:
A、求每槽電角度 每槽電角度=(P×360)/總槽數 或=(極數×180)/總槽數。依上題計算:每槽電角度=(4×180)/24=30度
B、120度應占槽數=120/30=4槽
根據A、B二式的計算得知每槽電角度為30度,120度應占有4槽,即第1槽、第2槽、第3槽、第4槽。其累計和為120度。按累計和后的第一槽,即為第5槽。也就是說第二相進線應由第5槽進。
第二相進線及其連線如下圖所示:
注:本接線與上圖有區別,即上圖是以單個線圈繞制的,故每個線圈均有二個出線頭,連接起來有更多的接頭。而本圖是以一大一小二個線圈共繞的,大線圈的出線與小圈的進線相連。圖中未標出,故每相只有四個線頭。圖中實線為A相,虛線為B相。
第三相進線及其連線畫法
第三相的進線應以第二相進線為準,推算出120度和后的第1一槽,即為由第9槽進。
由上圖我們可以看出三相繞組的布局是一樣的,只不過三相進線的頭,在空間互隔120度。而這120度是根據每槽電角度計算而得,由于該電機每槽為30度,故第5槽為第二相的進線。第三相的進線則在第9槽,它是以第5槽推算出間隔4槽后的進線。三相繞組的連接是根據電流方向連接的。
6、電動機繞組嵌線工藝
口訣:逢右下,逢左空。迂滿距,二邊下。先下右,后下左。倒序下,至結束。
首先我們將繞組按線圈在圖上排列的順序進行編號;跨距1---8槽的編為1號線圈,跨距7---8槽的編為2號線圈------余類推,計有12個線圈,如上圖所示。
我們從圖上可以看出,每一個線圈均有二個有效邊,分布于右邊和左邊的槽上,如上圖中的1、2二線圈中,第1槽和第2槽是在每個線圈的左邊。而第7槽和第8槽顯然是在每個線圈的右邊。根據逢右下:1、2線圈中的第7槽和第8槽是右邊,故可以將7槽、8槽先嵌下去。而將1槽和2槽懸空(在此稱為吊邊),并保護好不受損壞。現我們再來看緊鄰7槽和8槽的,是第9槽和10槽其線圈編號為5、6二線圈。對這二線圈而言第9槽、第10槽的線圈邊在左邊,根據逢左空,這二槽在<<下線的先后順序>>中用"0"表示,表示空在那里。接下來是輪到第11槽和第12槽,這二線圈是第3和第4個線圈,因第11和第12槽均處于右邊線圈。按逢右下,這時應將它嵌下槽內。現回頭看,在這第3和第4,二線圈中共有第7槽、第8槽、第9槽、第10槽一共4槽。只有第7槽和第8槽是右邊的線圈,而第9槽和第10槽是左邊的。只要在這范圍內,是右邊線圈的并都已嵌下槽里。且3、4線圈的跨距已滿,這種情況就屬于滿距。滿距時,要二邊下。先下右,后下左。這是因為在下第11、第12槽時,后邊的線圈還未下,沒有線圈阻擋,可以方便地插入槽內。而下5槽和6槽時,因1、2線圈中的第7槽和第8槽已下出,顯然會對下第5槽、第6槽形成阻擋,故下這二槽時只能用刮的方式將線下到槽內。若先下5、6二槽,因有7、8二槽阻擋只能用刮的方法,又因槽楔將線圈固定在槽內,使另二槽11、12無法插入,造成也得采用刮的方法下線明顯是浪費出了工時。說白了先下右,后下左,會節約工時。接下來7、8二線圈的第13、14槽屬于左邊線圈,根據逢左空故二槽不下。而第15槽、第16槽是5、6二線圈的右邊線圈,應將15、16槽嵌入槽內,此時也是滿距情況,應將它的另二邊第9槽和第10槽嵌入槽內。此后的下線情況與第5、第6線圈的下法一樣。具體下線的先后順序如以下安排。
<<下線先后順序>>:下面的數據是指的具體槽數,0表示空在那里。
7 8 0 0 11 12 5 6 0 0 15 16 9 10 0 0 19 20 13 14 0 0 23 24 17 18 0 0 3 4 21 22 1 2
繞組的下線方向,均按逆時針方向下的故叫倒序下。