2.2　三相异步电动机常用绕组展开图

2.2.1　三相异步电动机定子绕组的分类

三相异步电动机定子绕组在定子铁芯槽内嵌放的形式是多种多样的，一般有以下的分类方法。

①按定子铁芯槽内线圈有效边层数分类，有单层绕组、双层绕组和单双混合绕组三种。

②按每极每相槽数q分类，有整数槽绕组（q为整数）和分数槽绕组（q为分数）两种。

③按线圈形状和端部连接方式分类，双层绕组又可分为叠式绕组和波式绕组等；单层绕组又可分为同心式绕组、链式绕组和交叉式绕组等。

④按相带分类，有60°相带绕组、120°相带绕组等。

三相异步电动机定子绕组的分类、结构特点及应用范围见表2-1。

2.2.2　单层绕组的特点与实例

单层绕组是指定子铁芯每个槽中仅嵌入一个有效边的绕组。单层绕组的线圈数目等于定子槽数的一半，即一个线圈占两个槽。这种绕组的线圈数目最少、定子铁芯槽中不需要层间绝缘、槽的利用率高、嵌线方便、节省工时。但它的感应电动势和磁动势波形比双层短距绕组稍差，导致电动机的性能稍差，故一般用于10kW以下的小功率电动机中。

单层绕组有同心式、链式、交叉式等几种。

（1）单层同心式绕组

单层同心式绕组的同一个线圈组中的各个线圈的节距大小不等，但彼此“同心”，其各个线圈按一定的规律串联在一起，如图2-3所示。由于组成线圈组的各个同心线圈的轴线互相重合，所以线圈可以同心放置，端部连线不互相交叉，易于排列整齐。

单层同心式绕组按其端部的安放位置又可分为二平面同心式和三平面同心式，分别如图2-4和图2-5所示。同心式绕组由于线圈的节距大，且又长短不等，故较浪费电磁线。

（2）单层链式绕组

单层链式绕组如图2-6所示，它是由节距相等而彼此之间像索链一样扣合在一起的线圈构成。单层链式绕组的线圈大小相同，绕制方便，线圈一般为短节距，可节省电磁线。

（3）单层交叉式绕组

单层交叉式绕组主要用于每极每相槽数q=3（或其他奇数），极数2p=4或6的小型三相异步电动机。单层交叉式绕组的线圈节距有两种，其各节距的线圈端部的平均长度比单层同心式绕组的线圈端部平均长度短，故可节省电磁线，且便于布置。单层交叉式绕组如图2-7所示。

2.2.3　双层绕组的特点与实例

双层绕组是指定子铁芯槽内分上下两层嵌放两个有效边的绕组。线圈的一个有效边嵌放在某一个槽的上层，另一个有效边则嵌放在相隔y槽（y为线圈节距）的下层。每个槽内上下两层之间必须用层间绝缘隔开。双层绕组的线圈数目恰好等于定子槽数。

双层绕组的优点是可以选用合适的短距绕组，来改善电动势和磁动势的波形，使之接近正弦波形，从而改善电动机的电气性能。而且采用短距绕组可以节省电磁线，也可以减小绕组的漏电抗。另外，双层绕组的所有线圈的形状、几何尺寸都相同，便于绕制，而且线圈端部排列整齐，有利于散热和增强机械强度。因此，一般较大功率的电动机多采用双层绕组。双层绕组的缺点是线圈的数目多（比单层绕组多一倍），嵌线费工时。另外，双层绕组有发生槽内相间击穿短路故障的可能性（因为有的定子铁芯槽内上下层有效边不属于同一相）。

根据线圈的形状和连接规律，双层绕组又可分为双层叠绕组和双层波绕组两类。图2-8是这两类绕组的线圈示意图。常见的中小型三相异步电动机大多采用双层叠绕组；而对于极数多、支路电流大的交流电机，为节约线圈组之间的连接线的用铜量，常采用双层波绕组。

（1）双层叠绕组

双层叠绕组的特点是任何两个相邻的线圈，都是后一个线圈紧“叠”在前一个线圈上。三相双层叠绕组展开图如图2-9所示。在展开图中，一般将在定子铁芯槽内位于上层的有效边用实线表示，位于下层的有效边则用虚线表示，每一个线圈都由一根实线和一根虚线组成。在双层叠绕组中，每一个极相组（又称线圈组）中的线圈都是依次串联的，不同磁极下的各个极相组之间视具体需要既可接成串联，亦可接成并联。

（2）双层波绕组

双波绕组的特点是，任何两个相连接的线圈沿绕制方向像波浪似的前进。三相双层波绕组中一相绕组的展开图如图2-10所示。波绕组的线圈一般是单匝的，波绕组的连接规律是，把所有同一种极性（例如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；再把所有另一种极性（S1、S2…）下属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来，组成另一组。最后把这两大组线圈根据需要接成串联或并联，以构成一相绕组。

波绕组的优点是可以减少极相组之间的连接线，一般多用于水轮发电机的定子绕组和绕线转子三相异步电动机的转子绕组中。