大型同步电动机定子绕组双Y接法及三维建模

　　摘 要： 本文以某大型电动机为例，详细介绍了定子双Y绕组连线原理图的表示方法和画图步骤，对学习和掌握双Y绕组定子连线原理图具有指导作用。同时阐述了定子线圈及定子连线的三维建模方法，明确了定子线圈空间曲线建模复杂的难点，建模方法广泛适用，直观的展示了定子连线，对电机三维设计和生产具有重要意义。

　　关键词：双Y绕组；定子连线；三维建模

　　中图分类号：TM32 文献标识码：A

　　1 概述

　　电动机绕组是按一定规则安排在定子铁芯槽内，线圈也按相应规律连接起来，绕组的接线与相数、电压、转速以及接法等有直接关系，电机绕组接线错误会导致电机无法运行或者烧毁。其中定子连线的正确性，包括极相组连线的正确和三相的相序正确，极相组线圈数量改变将造成磁场的分布不对称。相序相反将导致定子的旋转磁场方向相反。如果将规定的Y形而误接为△形，运行时会因绕组过电压而发热烧毁，若△形误接为Y形，则电动机将处于欠电压运行，输出功率会降低很多，不能带额定负载，也会因电流增大而烧毁。因此，技术人员和操作人员都需要充分了解电机的技术参数，掌握定子绕组连线的表示方法，使操作人员能够通过定子接线原理图准确了解接线方法，以避免绕组接线时因失误而造成损失。

　　本文以某大型电动机为例，根据绕组嵌线的技术参数，详细描述了双Y绕组定子连线原理图画法，并将定子线圈和定子连线的三维建模方法进行了说明。目前三维建模成为新的趋势，越来越多的制造企业制图方式逐渐由二维设计转向三维设计，三维建模方法也逐渐普及。在工程实践过程中，二维图纸对实际生产指导作用有限，不可避免的出现设计错误，比如结构尺寸错误造成安装时出现干涉、间隙大、无法安装等情况，使工艺与生产难以进行，造成材料与成本的浪费并拖延了生产进程，造成经济损失。引用三维模型设计可直观的看到装配效果，检查与其他零部件的干涉情况，对工艺及生产实现快速指导及反馈，此外三维模型建立可用于数值模拟分析从而指导电机设计。电机由很多零部件组成，而定子线圈端部为复杂的空间曲线结构相对电机其他部件建模较复杂，因此本文着重介绍了定子线圈和定子连线的三维建模方法。

　　2 双Y绕组圆形接线图表示法

　　绕组的接线是在电动机完成嵌线以后进行，首先把每个线圈元件按每极每相槽数值和线圈分配规律接成极相组，然后把属于同相的极相组按要求进行串联、并联或混联接成相绕组。再把相绕组接成△联结或Y联结，最后将引出线接在出线盒的接线板上。

　　以某大型电动机为例，根据电机绕组的嵌线参数介绍其连线方法，电机绕组嵌线参数见表1：

　　根据表中参数，电机绕组采用双Y接法，两端出线，每端有36个线圈相连接，每相组有3个线圈，两端均采用星型联结即将三相绕组末端接在一起，始端接引出线。通过两个连线图分别表示电机两端的定子连线接法，首先画出电机一端定子连线图，连线图方向以A向表示。

　　定子绕组所有线圈的连接方法一般采用展开图或圆形图表示，为了清楚的看出各极相组之间的连接方法，本文采用一种简化的圆形接线图表示连接方法。画圆形接线图时，无论每极每相有几个槽，或一个级相组有几个线圈，每个级相组都用一个带箭头的圆弧短线表示，箭头表示电流方向，箭头方向为一正、一反、一正、一反相间隔。

　　（1）圆弧线段数量的确定：圆弧线段的数量就是一台电动机极相组数，本台电动机为三相4级电机，圆弧线段数为相数乘级数，即3×4=12，以相序为U、W、V、U…的次序排号。

　　（2）并联支路连接，并联支路数是指在定子绕组中每相中有多个极相组的引线头直接与电源相连接叫绕组的并联支路。4路并联，即每相中有4个极相组的引线头直接与电源连接。电机为4级电机4路并联，按照相序排号和电流方向把各相连接起来。

　　（3）电机有72槽72个线圈，用序号1-72作为线圈槽的编号，电机两端各有36个线圈相连接，每极每相有3个线圈，将线圈槽的标号表示在定子连线图上如1所示。电机另一端B向接线图，接线表示方法与A向相同，B向定子接线图如图2所示。