
2.4 三相单层交叉式绕组布线接线图
每极相槽数q为3、5、7等奇数时,当单层布线每组线圈数不是整数,而是带1/2的分数时,为构成完整的绕组,必须把1/2的半圈并入一组成为大联(组),另一组则减半圈为小联(组),以确保总圈数不变。这种由大小联交替分布的绕组称为单层交叉链式绕组,简称交叉式绕组,其实质属单层布线的分数绕组。
一、绕组结构参数
总线圈数:是三相绕组线圈总和,因是单层布线,故总线圈数为 Q=Z/2
极相槽数:电动机每一极距所占槽数q=Z/2pm
每组圈数:每线圈组内元件(线圈)数,交叉式绕组每组有不等的大、小联线圈:
大联圈数:SD=Q/u+1/2
小联圈数:SX=Q/u-1/2
线圈组数:庶极布线为显极布线的一半。
即
显极:u=2pm
庶极:u=pm
绕组极距:它等于绕组每极所占槽数τ=Z/2P
绕组系数:参考2.1节计算。
每槽电角:参考2.1节计算。
绕组最大可能并联支路数am=u/2
以上各符号意义参考2.1节。
二、绕组特点
1)单层交叉式绕组也有用庶极布线,但实用上多为显极绕组。
2)每组线圈数和节距都不等,但仍属全距绕组(Kp=1),而线圈平均节距较短,用线较节省。
3)单层交叉式有四种布线型式:
① 不等距交叉式 绕组由节距不相等的大联、小联线圈组构成;小联线圈节距、大联线圈节距yD=yX+1。绕组采用显极布线,是应用最普遍的常规绕组型式。
② 长等距交叉式 它是由等节距构成的显极式绕组,节距y=τ。
③ 庶极交叉式 绕组由不等距的单、双圈或双、三圈组成,在
④ 短等距交叉式 它所构成的是不连续相带的绕组,实属特种绕组,全绕组采用相等短距,即y=7。
三、绕组嵌线
由于线圈组本身就交叉重叠,故显极布线不宜整嵌,仅用交叠法嵌线,但庶极布线则可采用整嵌法构成双平面绕组。设每组线圈数 S=1时,交叉式绕组嵌线规律如下:
1)不等距交叉式嵌线规律 嵌2槽双圈,退空1槽嵌单圈,再退空2槽,再嵌双圈,如此类推。
2)等距交叉式嵌线规律 嵌好1槽、退空1槽,再嵌1槽,再退空1槽,如此类推。
3)庶极交叉式嵌线规律 嵌入2槽,退空2槽,嵌入1槽,退空1槽,再嵌2槽,如此类推。
四、绕组接线
1)显极绕组 相邻线圈组极性相反,即同相相邻组间是“尾与尾”或“头与头”相接。
2)庶极绕组 相邻线圈组极性相同,即全部线圈电流方向一致,故组间串联是“尾与头”相接。
2.4.1 18槽2极单层交叉式绕组

图 2.4.1
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=18
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=2
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—9、2—10、11—18
总线圈数 Q=9
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.966
线圈组数 u=6
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 本例采用交叠法嵌线,因是不等距布线,嵌线从大联(双圈)开始,嵌线顺序见表2.4.1a;嵌线从小联(单圈)开始则嵌线顺序见表2.4.1b,但吊边数均为3。
表2.4.1a 交叠法(双圈始嵌)

表2.4.1b 交叠法(单圈始嵌)

3.绕组特点与应用 本例为显极式不等距布线,大联为节距yD=1~9的双圈,小联是yX=1~8单圈,每相由大、小两联串联而成,两组间的接线是“尾接尾”,使极性相反。此绕组是交叉链绕组的基本型式,应用实例主要是小型电动机,如Y90S-2、JO2L-11-2等一般用途电动机;如将绕组接成一路形,引出3根电源线可应用于各种电动工具,如S3S-100、125、150,3CT-100等手提砂轮机,S3SR-200软轴砂轮机,JOSF-200台式砂轮机,B11平面振动器等专用电动机;也用于Z2D-50直联插入式混凝土振动器三相中频电动机。
2.4.2 18槽2极单层交叉式(长等距)绕组

图 2.4.2
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=18
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=2
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—10
总线圈数 Q=9
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=6
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 本例是长等距交叉式绕组,一般只用交叠法嵌线,不论先嵌大联或单联,方法都是嵌1槽,退空1槽,再嵌1槽,吊边数为4。嵌线顺序见表2.4.2。
表2.4.2 交叠法

3.绕组特点与应用 绕组采用显极式长等距布线,每相有两组线圈,大联为隔槽分布的连绕双线圈(图中用端部小半圆表示),小联是单圈,所有线圈的浮边和沉边在槽外交叠。两组线圈的接线是反向串联。此绕组唯一优点就是全部线圈节距一样而可用同一规格的线模绕制,但线圈节距等于极距,使绕组用线量增加,有功损耗也相应增大,而且嵌线吊边数也比上例多1边,对小电机嵌线工艺十分不利,故目前较少应用。曾见用于 JCB-22型小功率电泵电动机和Z2D-80、Z2D-100型直联插入式混凝土振动器三相中频异步电动机。
2.4.3 18槽2极单层交叉式(短等距)绕组

图 2.4.3
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=18
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=2
极相槽数 q=3
线圈节距 y=7
总线圈数 Q=9
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.906
线圈组数 u=6
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 一般采用交叠法嵌线,但需暂时吊起3个边。嵌线规律是,嵌入1槽,退空1槽,再嵌1槽,再退空1槽。嵌线顺序见表2.4.3。
表2.4.3 交叠法

3.绕组特点与应用 本例是显极布线,每组由单、双圈构成,但双圈组的两只线圈有效边不是相邻的,而是隔开1槽安排,中间的槽则安排其他相线圈边,使绕组成为具有不连续的相带,也称散布绕组。此绕组的特点有:
1)全部线圈采用等节距布线;
2)嵌线吊边数较普通单层交叉式绕组少1槽,便于嵌线;
3)节距缩短可使线材较省,但绕组系数也随之降低;
4)由于相带断续产生不对称磁势,使绕组附加损耗增加,有损电动机性能。
此绕组实际应用不多,可用于DB-25型电泵小功率电动机。
2.4.4 18槽4极单层交叉式(庶极)绕组

图 2.4.4
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=18
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=4
极相槽数 q=1
线圈节距 y=1—5、2—6、10—15
总线圈数 Q=9
绕组极距 τ=4
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=6
每槽电角 α=40°
2.嵌线方法 本例为不等距庶极布线,嵌线方法有两种:
1)交叠法 嵌线需吊2边,如从双圈始嵌则嵌线顺序见表2.4.4a。
表2.4.4a 交叠法

2)整嵌法 嵌线无需吊边,通常是先嵌大联组于下平面,再嵌单圈组于其上。嵌线顺序见表2.4.4b。
表2.4.4b 整嵌法

3.绕组特点与应用 绕组由大联节距yD=1—5的交叠双圈和小联节距yX=1—6的单圈构成,线圈组间连接是顺向串联,所有线圈极性均相同。本例绕组线圈组数少,嵌线工艺特别是用整嵌法时更显简便,且省工时,在国外产品中常有应用,但国内极为罕见,曾见于JWO7A-4型小功率三相异步电动机有用此绕组。
2.4.5 36槽4极单层交叉式绕组

图 2.4.5
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=36
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=4
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—9、2—10、11—18
总线圈数 Q=18
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=12
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 绕组一般都用交叠法嵌线,吊边数为3。习惯上常从双圈嵌起,嵌入2槽沉边,退空出1槽(浮边),嵌入1槽沉边,再退空2槽浮边,以后可循此规律进行整嵌。嵌线顺序见表2.4.5。
表2.4.5 交叠法

3.绕组特点与应用 本例为不等距显极式布线,每相由2个大联组和2个单联组构成,大联节距yD=1—9双圈,小联节距yX=1—8单圈,大、小联线圈组交替轮换对称分布。组间极性相反,接线是反向串联。本例是小型电动机最常用的绕组型式,新系列 Y100L2-4、老系列JO2-51-4、JO3T-100L-4、JO3L-140S-4、JO4-61-4等一般用途三相异步电动机采用此绕组;专用电机中的BJO2-31-4隔爆型电动机及YX100L2-4等高效率电动机都采用此绕组。
2.4.6 36槽4极(a=2)单层交叉式绕组

图 2.4.6
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=36
每组圈数 S=1
并联路数 a=2
电机极数 2p=4
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—9、2—10、11—18
总线圈数 Q=18
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=12
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 绕组嵌线同上例,可参考表2.4.5进行。如习惯用前进式嵌线工艺的操作者则可根据表2.4.6的顺序嵌线。
表2.4.6 交叠法(前进式嵌线)

注:本例图中单圆为沉边,双圆为浮边。
3.绕组特点与应用 本例采用不等距显极式布线,每相分别由两大联和两小联构成,大联线圈节距短于极距1槽,yD=8,小联线圈节距短于极距2槽,yX=7。绕组为两路并联,每个支路由大、小联各1组串联而成,并用短跳反向连接,两个支路走线方向相反,但接线时必须保证同相相邻线圈组极性相反的原则。主要应用实例有Y160M-4型一般用途三相异步电动机和BJO2-32-4型隔爆型三相异步电动机等。
2.4.7 36槽4极单层交叉式(长等距)绕组

图 2.4.7
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=36
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=4
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—10
总线圈数 Q=18
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=12
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 本例采用长等距线圈,交叠法嵌线时吊边数为4;嵌线规律是嵌1空1。嵌线顺序见表2.4.7。
表2.4.7 交叠法

3.绕组特点与应用 本绕组是显极布线,每相由两大联组和两单圈组串联而成,由于大联与小联线圈节距相等,故大联组中的两线圈安排时被单圈有效边占槽所分隔开而非通常的相邻状态,但绕制线圈时仍应连绕成一组,如图中端部用小半圆表示。接线时同相相邻组间是反向串联,即“尾与尾”或“头与头”相接。此绕组国内甚少应用,曾见于早期的JO42-4型三相异步电动机。
2.4.8 36槽4极单层交叉式(短等距)绕组

图 2.4.8
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=36
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=4
极相槽数 q=3
线圈节距 y=7
总线圈数 Q=18
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.852
线圈组数 u=12
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 嵌线用交叠法,吊边数为3。嵌线时应将单、双圈组交替嵌入,嵌线顺序见表2.4.8。
表2.4.8 交叠法

3.绕组特点与应用 本例绕组与2.4.3节属同类布线,是该例的倍极型式。绕组的双圈被其他相线圈边分隔,从而形成断续相带。此绕组是用短节距构成交叉式,而且全部采用等节距线圈。绕组具有节省用材、削减高次谐波的特点,但不连续相带将造成磁势不对称。此绕组应用较少,用于矿山潜孔钻机的JO2T-42-4型三相异步电动机。
2.4.9 *54槽4极(y=13、14)单层交叉式(庶极)绕组

图 2.4.9
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=54
电机极数 2p=4
总线圈数 Q=27
线圈组数 u=6
每组圈数 S=4、5
极相槽数 q=4
绕组极距 τ=13
线圈节距 y=13、14
并联路数 a=1
分布系数 Kd=0.949
节距系数 Kp=1
绕组系数 Kdp=0.949
2.嵌线方法 本例是庶极的单层绕组,宜用整嵌法,形成双平面端部,无需吊边。嵌线顺序见表2.4.9。
表2.4.9 整嵌法

3.绕组特点与应用 本例绕组特别之处在于54槽极难见到单层绕4极,它无法按常规的5454规律安排,而是按5544的循环规律来获得三相对称平衡的绕组。本绕组是2018年获修理者实修信息而设计的绕组图例,供读者参考。
2.4.10 54槽6极单层交叉式绕组

图 2.4.10
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=54
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=6
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—9、2—10、11—18
总线圈数 Q=27
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=18
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 绕组是不等距布线,宜用交叠法嵌线,嵌线时吊边数为3。嵌线顺序见表2.4.10。
表2.4.10 交叠法

3.绕组特点与应用 本例是显极式布线,同相组间连接是“尾与尾”或“头与头”的反向串联。此绕组主要应用于绕线转子。
2.4.11 54槽6极(a=3)单层交叉式绕组

图 2.4.11
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=54
每组圈数 S=1
并联路数 a=3
电机极数 2p=6
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—9、2—10、11—18
总线圈数 Q=27
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=18
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 绕组是不等距布线,交叠法嵌线吊边数为3。嵌线顺序可参考上例表2.4.10进行。习惯用前进式嵌线的操作则嵌2槽、前进空出1槽嵌1槽,再前进空出2槽嵌2槽。嵌线顺序见表2.4.11。
表2.4.11 交叠法(前进式嵌线)

注:本例图中单圆为沉边,双圆为浮边。
3.绕组特点与应用 绕组为显极式不等距布线,大联为节距yD=8的双圈,小联为yX=7的单圈。每相由3组大联和3组小联构成,每一大联和一小联反向串联成一个支路,每相并联为三路。此绕组主要应用于转子绕组,如 YZR250M1-6、YZR250M2-6等冶金、起重型三相异步电动机绕线式转子。
2.4.12 36槽8极单层交叉式(庶极)绕组

图 2.4.12
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=36
每组圈数 S=1
并联路数 a=1
电机极数 2p=8
极相槽数 q=1
线圈节距 y=1—5、2—6、10—15
总线圈数 Q=18
绕组极距 τ=4
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=12
每槽电角 α=40°
2.嵌线方法 绕组为庶极布线,嵌线有两种方法:
1)交叠法 嵌线吊边数为2,通常从双圈组起嵌,嵌线顺序见表2.4.12a。
表2.4.12a 交叠法

2)整嵌法 整圈嵌线无需吊边,先将大联组嵌入相应槽中形成下平面,完成后垫好绝缘再把单圈组按图中相应槽嵌入,从而构成双平面绕组。嵌线顺序见表2.4.12b。
表2.4.12b 整嵌法

3.绕组特点与应用 本例采用不等距庶极布线,绕组由节距yD=4的双圈大联和yX=5的单圈小联构成,同相组间为顺向串联。绕组采用整嵌时工艺简便,但实际应用不多,仅见于JG2-42-8型辊道用三相异步电动机。
2.4.13 60槽8极(a=2)单层交叉式(庶极)绕组

图 2.4.13
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=60
每组圈数 S=2
并联路数 a=2
电机极数 2p=8
极相槽数 q=2
线圈节距 y=3(1—8)、2(1—9)
总线圈数 Q=30
绕组极距 τ=7
绕组系数 Kdp=0.957
线圈组数 u=12
每槽电角 α=24°
2.嵌线方法 本绕组可用两种嵌法,整嵌法构成双平面绕组,但60槽定子内腔大,且此绕组多用于绕线式转子,采用吊起了边嵌线并无困难,故下面仅介绍交叠嵌线顺序见表2.4.13。
表2.4.13 交叠法
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3.绕组特点与应用 本例是不等距庶极布线方案。绕组由节距yD=7的三圈大联组和节距yX=8的双圈小联组构成。每相有大、小联各两组,分两路并联,每个支路由大、小联各1组顺串而成。国产电机常用于绕线式转子绕组,主要应用实例有JZR51-8转子。
2.4.14 72槽8极(a=2)单层交叉式绕组
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图 2.4.14
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=72
每组圈数 S=1
并联路数 a=2
电机极数 2p=8
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—9、2—10、11—18
总线圈数 Q=36
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=24
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 本例为不等距布线,交叠法嵌线是嵌2空1、嵌1空2,吊边数为3。嵌线顺序见表2.4.14。
表2.4.14 交叠法
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3.绕组特点与应用 绕组由节距yD=8的双圈大联组与yX=7的单圈小联组构成,采用显极布线,每相有8组线圈,其中大、小联相等,均为4组,大、小联交替轮换安排。每相分两个支路反向走线,每个支路有4组线圈,按“尾与尾”或“头与头”相接,即同相相邻线圈组极性相反。此绕组在国内较少应用,曾见用于JZR2-41-8冶金、起重型三相异步电动机。
2.4.15 72槽8极(a=4)单层交叉式绕组
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图 2.4.15
1.绕组结构参数
定子槽数 Z=72
每组圈数 S=1
并联路数 a=4
电机极数 2p=8
极相槽数 q=3
线圈节距 y=1—9、2—10、11—18
总线圈数 Q=36
绕组极距 τ=9
绕组系数 Kdp=0.96
线圈组数 u=24
每槽电角 α=20°
2.嵌线方法 绕组布线与上例相同,嵌线可参考表2.4.14顺序嵌线;若习惯用前进式嵌线工艺者,可依表2.4.15进行。
表2.4.15 交叠法(前进式嵌线)
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注:本例图中单圆表示沉边,双圆表示浮边。
3.绕组特点与应用 本例采用不等距显极布线,大联组为双圈,小联组是单圈,每相分别由4个大、小联构成,并分4路并联,每个支路为一个单、双圈组反极性串联,使同相相邻线圈组极性相反。本例主要用于转子绕组,曾见用于JZR2-51-8冶金起重用异步电动机。