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電樞繞組
電機的核心電路部分
基本信息
| 中文名 | 電樞繞組 |
| 外文名 | armature winding |
| 組成 | 電樞線圈 |
| 學科 | 電力工程 |
簡介
相關術語
直流電樞繞組
通常采用雙層繞組。線圈的有效部分包含左、右兩個有效邊。放在槽內且靠近槽口的有效邊叫上層邊，靠近槽底的有效邊叫下層邊。同一槽中上下層間用絕緣紙隔開。同一線圈上下兩個有效邊沿圓周方向的距離即為線圈的跨距，通常用槽距（兩相鄰槽間距離）的倍數表示?？缇嗉s等于一個極距。注：相鄰兩磁極的距離，也常用槽距的倍數表示。
直流電樞繞組分疊繞組、波繞組和蛙繞組3種。每個線圈的兩個出線端連接到換向器的兩個換向片上，兩者在換向器圓周表面上相隔的距離稱為換向器節(jié)距，用
表示。不同形式的繞組具有不同的換向器節(jié)距。
疊繞組
指串聯的兩個元件總是后一個元件的端接部分緊疊在前一個元件端接部分，整個繞組成折疊式前進。
單疊繞組線圈的換向器節(jié)距
。
者稱復疊繞組。比較常用的是
的復疊繞組，又稱雙疊繞組。雙疊繞組在一個磁極下有兩條并聯支路。例如一臺四極直流電機，采用雙疊繞組時，共有8條并聯支路。各條支路間也是通過電刷并聯。電刷組數等于電機的極數。其中一半為正電刷組，另一半為負電刷組。疊繞組的并聯支路數較多，它等于極數或為極數的整倍數，所以又叫并聯繞組。
波繞組
指把相隔約為一對極距的同極性磁場下的相應元件串聯起來，象波浪式的前進。
有單波繞組和復波繞組。單波繞組的特點是將同極性下的所有線圈按一定規(guī)律全部串聯起來，形成一條并聯支路。所以整個電樞繞組只有兩條并聯支路。波繞組線圈的換向器節(jié)距式中p為磁極對數；k為換向片數；a為使等于整數的正整數，它等于波繞組的并聯支路對數。單波繞組的a=1，而a=2的復波繞組稱雙波繞組，它可以看成是由兩個單波繞組并聯而成的復波繞組，故有4條并聯支路；a>2者可類推，但用得很少。
波繞組從并聯電路連接原理上說，只需兩組電刷，即一組正電刷和一組負電刷。然而，通常直流電機中波繞組的電刷組數仍然等于其極數，這是為了減輕電刷和換向片接觸面上的電流負荷，從而可以縮短換向器的長度。此外，對線圈電流的換向也有好處。
蛙繞組
由適當配合的疊繞組和波繞組混合而成的一種直流電樞繞組。疊繞組和波繞組的線圈接在同一換向器上并聯工作。由于其線圈組合的外形很像青蛙而得名。這種繞組因波繞組線圈和疊繞組線圈之間互相起著均壓線作用，故無需另外加接均壓線。采用蛙繞組的直流電機有良好的運行性能，故其應用日益廣泛。
電樞繞組是直流電機的核心部分。當電樞在磁場中旋轉時，電樞繞組中會感應電動勢。當電樞繞組中有電流流過時，會產生電樞磁動勢，它與氣隙磁場相互作用，又產生電磁轉矩．電動勢與電流相互作用，吸收或放出電磁功率。電磁轉矩與轉子轉速相互作用，吸收或放出機械功率。二者同時存在，構成電磁能量與機械能量的相互轉換，完成直流電機的基本功能。因此，電樞繞組在直流電機中起著重要的作用。
其他分類
根據不同的聯結方法，電樞繞組可分為：單疊繞組、單波繞組、復疊繞組、復波繞組、混合繞組等。它們的主要差別在于從電刷外看進去，電樞繞組聯結成了不同數目的并聯支路，以滿足不同額定電壓和電流的要求。其中，單疊繞組和單波繞組是兩種基本的形式。
特點
電樞繞組雖然有不同類型，但在結構上有其共同的特點：它們都是由結構形狀相同的繞組元件(簡稱元件)按一定的規(guī)律聯結而成。繞組元件又叫線圈，一臺電機的總元件數用s表示，每一元件有兩個放在槽中能切割磁通感生電動勢的有效邊稱元件邊。元件在槽外的部分不切割磁通，不感生電動勢，稱為端部。元件可分為單匝元件和多匝元件，前者的元件邊只有一根導體，后者元件邊則有多根導體串聯繞制而成，元件匝數以N表示，每個元件有兩根引出線，一根為首端，一根為尾端，它們接到不同的換向片上。
繞組的各個元件之間通過換向片相互聯結起來，這樣就必須在同一換向片上，既連有一個元件的首端，又連有另一個元件的尾端，使整個電樞繞組的元件數S和換向片數X相等，即S=K。
繞組元件被嵌放在電樞鐵心的槽內，它的一個元件邊被放在槽的上層，稱為上層邊，另一邊被嵌放在另一槽的下層，稱為下層邊，同一槽上下二層放置了不同元件的有效邊，而一個元件也只有兩個邊，這樣電樞的槽數Q就應該等于元件數J。
為了正確地把繞組嵌放在槽內并與換向片相聯結，應先了解電樞和換向器上各種繞組元件的節(jié)距。所謂節(jié)距是指相關的兩個元件之間的距離，通常以所跨過的槽數或換向片數來表示。
2）第二節(jié)距:
為元件的下層邊與其相聯結的元件上層邊之間的距離，以虛槽數計。
3）合成節(jié)距y和換向片節(jié)距:
y是相串聯的兩個元件的對應邊的距離，以虛槽數計。
的關系為
單疊繞組的
；單波繞組的很大，但它們都是將感應電動勢同方向的元件串聯起來。
交流電樞繞組
交流電樞繞組可分為卷線式和籠式兩大類。其中，卷線式繞組又有以下幾種分類方法。
按相數分類
有單相繞組和三相繞組。如果是三相的，三相繞組在磁場空間位置上要對稱分布，也就是各相間互差120°電位角。
三相繞組可接成星形(Y)或三角形
。如果把D1～D6等6個線端都引出來，則可根據需要接成Y或△形。例如為了降低起動電流，使異步電動機起動時接成Y形，而運轉時接成△形。
還有一種星－三角混合的接法。這種混接可有串聯和并聯兩種。利用星－三角混接可以從三相電源中獲得相當于十二相的電流系統(tǒng)。
并聯混接中星形繞組部分和三角形繞組部分之間容易產生環(huán)流，所以實際上采用的以串聯混接為多。
按相帶分類
按每相繞組在圓周上連續(xù)占有空間的電角度（相位角）分類：有120°相帶、60°相帶和30°相帶等繞組。通常三相交流電機采用60°相帶繞組。在相同串聯導體數下,60°相帶繞組感應電動勢約比120°相帶繞組的感應電動勢大15%以上。30°相帶繞組雖然可以進一步提高繞組利用率，但由于其繞組制造復雜，而感應電動勢提高不多，故僅用在一些有特殊要求的場合，例如用于高效率電動機中。
按槽內線圈邊的層數分類
有單層繞組、雙層繞組和單雙層繞組。
單層繞組多用于小功率電機。和雙層繞組相比，它的線圈數減半，故繞線及嵌線工作量較少。雙層繞組可以任意選擇繞圈跨距以改善電動勢和磁通勢波形，或用來削弱某一特定的有害諧波。它的所有線圈幾何尺寸一致，便于制造，并且端部結構整齊，有利于散熱，機械強度也高，因而，除了小型電機外，雙層繞組在所有容量范圍內都得到了廣泛應用。單雙層繞組是雙層短距繞組的一種變形，其性能和對應的雙層短距繞組相同，但端部接線較短。線圈的幾何尺寸不等是它的一個缺點。
按每極每相槽數分類
有整數槽和分數槽兩種。整數槽繞組應用最為廣泛。
其它分類法
按線圈端部的連接方法，單層繞組中還可分為同心式、鏈式和交叉式3種。
演變
環(huán)形電樞繞組
優(yōu)點：繞組不受極數的限制，即同樣的繞組可供不同極數的電機使用。
缺點：中空鐵心內側導體無法切割磁極磁通（無磁通可切）以產生電勢，即只有一半導體產生電動勢，浪費材料且增加電樞電阻須手工繞制，制造費時，且絕緣處理不易使自感及互感增大致換向不良。
鼓形電樞繞組
優(yōu)點：導體利用率較環(huán)形繞組高可采用成形的繞組，繞置容易及易于絕緣自感及互感較環(huán)形繞組小，因此換向較環(huán)形繞組優(yōu)。
缺點：不能適用於不相同極數的電機，有可能電動勢方向或電磁力方向會相反而抵消一部分。
參考資料
[1]
戈寶軍、梁艷萍、陶大軍 . 《電機學》 : 高等教育出版社 ，2020-4
電樞繞組相關的文章
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
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