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新闻主题	发电机单层绕组和双层绕组的区别

 

摘要：发电机双层绕组即两个线圈侧确实放置在每个槽中，但也有单层和双层绕组的形式。从这种绕组的形式来看，有些槽是单层的，有些槽是双层的，表面似乎不是双层绕组；然而，发电机绕组本质上是双层的。应当看到或理解，单层槽中的另一线圈侧并非不存在，但根据发电机电气性能的要求，该线圈侧的匝数较小且可忽略不计，因此该绕组的线圈被视为零匝；因此，在处理单层和双层绕组时，仍应按照双层绕组布置技术原则进行。

 

一、 三相单层绕组

 

1、概念及特点：

单层绕组每槽只有一个线圈边，所以线圈数等于槽数的一半。这种绕组下线方便，槽利用率高(无层间绝缘)。三相单层绕组比较适合于10kW以下的小型交流异步发电机中，很少在大、中型发电机中采用。

2、分类：

按照线圈的形状和端部连接方法的不同，三相单层绕组主要可分为等元件式、同心式、链式和交叉式等型式。

（1）等元件式整距叠绕组

如图1所示，每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边，所有线圈节距相同。单层绕组的线圈数目少，嵌线省时，但电气性能较差。适用于小型交流发电机，尤其是感应发电机。

（2）单层链式绕组

如图2所示，链式绕组是由相同节距的线圈组成的，其结构特点是绕组线圈一环套一环，形如长链。

链式绕组种类：

① 单链：极相组由单只线圈组成。

② 双链：极相组由双只线圈组成。

 特点：链式绕组的每个线圈节距相等并且制造方便；线圈端部连线较短并且省铜。主要用于q=2的4、6、8极小型三相发电机。节距均为1~6（槽）。

 

图1 发电机单层等元件式绕组A相展开图

图2 发电机单层链式绕组A相展开图

 

 

（3）单层同心式绕组

如图3所示，由节距不等的大小线圈组成，使各线圈和中心线重合成回字形，故称为同心式。

特点：同心式绕组端部连线较长，嵌线较方便，适用于q=4、6、8等偶数的2极小型三相发电机节距一般为1~12 ， 2~11。

（4）交叉式绕组

如图4所示，交叉式绕组每相绕组由线圈数不等，节距不同的两种线圈交叉排列构成。

特点：交叉式绕组由两大一小线圈交叉布置。线圈端部连线较短，有利于节省材料，并且省铜。

 

图3 发电机单层同心式绕组A相展开图

图4 发电机单层交叉式绕组A相展开图

 

 

二、 三相双层绕组

 

1、概念及特点：

       双层绕组每个槽内有上、下两个线圈边，分别称为上层边和下层边。一个线圈的一个边放在某槽的上层，另一个边则放在下层。在双层绕组中线圈数正好等于槽数。对于10kw以上的三相交流发电机，其定子绕组一般均采用双层绕组。

2、分类：

    根据线圈的形状和连接规律，双层绕组可分为叠绕组和波绕组两类。

（1）叠绕组

任何两个相邻的线圈都是后一个叠在前一个上面的，称为叠绕组。

按相邻极下电流必须相反的原则，将各极相组连接起来，构成相绕组，如图5所示，图中实线为上层边，虚线为下层边。 由于N极下的极相组A与S极下的极相组X的电动势相位相反，电流方向也相反，应将极相组A和极相组X反向串联或反向并联。

绕组的分支:

如图6所示，由于每相的极相组数等于极数，所以双层叠绕组的最大并联支路数等于2p。实际支路数通常小于2p，且2p必须是a的整数倍。

 

图5 发电机三相双层叠绕组A相展开图

图6 发电机三相双层叠绕组A相分支

 

 

（2）波绕组

两个相邻的线圈成波浪形前进，如图7所示，波绕组的连接规律是把所有同一极性（如N1,N2……）下属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来组成一组，在把另一极性（S1,S2……）下的属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来，组成另一组，最后根据需要把这两组接成串联或并联。构成相绕组。

 

 

 

 

 

若A相从3号线圈起，则3号线圈一导体边放在3号槽上层用实线表示，另一导体边放在11号槽下层用虚线表示（y1=8）然根据y =18,3号线圈应与21号线圈连接，其绕组展开图如图8所示。

绕组的分支

单波绕组最大只有两条并联支路，而与主极数目无关。这是单波绕组的特点，即a＝2或 a＝1。

 

图7 三相发电机波绕线圈节距示意图

图8 发电机三相双层波绕组A相展开图

 

 

● 除单叠、单波绕组外

复叠绕组：两个单叠绕组互相间隔嵌入槽内

复波绕组：两个单波绕组互相间隔潜入槽内

混合绕组：一个单叠和一个单波绕组（蛙型）

● 应用

单波绕组支路最少，用于小容量发电机和电压较高或转速较低的发电机

复波绕组可用于多极数、低速的大中型发电机

单叠绕组的支路数比波绕组多，主要用于中等容量、正常电压和转速的发电机

复叠绕组用于大容量或低压、大电流的发电机

蛙型绕组常用在转速较高、换向困难的大型直流发电机

 

三、单层绕组和双层绕组区别

 

1、元件放置不同：单层绕组一个槽中只放一个元件边，双层绕组一个槽中放两个元件边。

2、功能不同：单层绕组无法完成的双层绕组可以做到，如分数槽，变极等。

3、特点不同：

（1）单层绕组优缺点

① 单层绕组线圈少工艺比较简单；

② 没有层间绝缘故槽的利用率高；

③ 单层结构不会发生相间击穿故障等。

缺点则是：绕组产生的电磁波形不够理想，电机的铁损和噪音都较大且起动性能也稍差，故单层绕组一般只用于小容量发电机中。

（2）双层绕组的优点

是可以任意选用合适的短距绕组以改善电磁波形，以及可用分数槽绕组来削弱高次谐波等。在使用双层绕组后发电机的电磁性能、力能指标及起动特性都比单层绕组好。双层绕组的铁心槽内每槽均嵌放有两个线圈元件边，当线圈元件的一个线圈边嵌放在某一槽内的下层，其另一个线圈边则放在另一槽内的上层，双层绕组有叠绕组和波绕组两种。

① 相对来讲，双层绕组较省线。

② 临界低电压时，双层绕组能起动，而单层绕组不能起动。

③ 双层绕组上下绕组有时不一定是一相，相对来讲，相间绝缘就没有单层绕组做的好。

 

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