实操电机绕组的绕制与嵌线

2009〜2010学年第2学期

教 学 课 程 专 业 授 课 教 材 河 源理 工学校

系 部 机电教学部 名 称 电机实操 班 级 07机电1、2班 教 师 伍懿君 名 称

电机与变压器

第周 星期 第节

年 月曰

授课：伍懿君

河源理工学校教案 课题

电机实操

通过对电机绕组的绕制和嵌线拆除，进一步了解电机的基本结构与原 理，掌握绕制嵌线步骤、工艺规范及注意事项，学会正确的使用专业工 具。

教学目的

教 材

重点 1.定子绕组展开图的绘制。 2.绕组的绕制。3.绕组的嵌放和接线。 难点 分 析

绕组展开图原理、步骤和方法；嵌线的工艺方法。 实物 教具 授课主要内容、课时分配及板书设计 【复习引入】

从前面的学习中我们知道了电机绕组的绕制和嵌线都是按照一定的规律排布和设置的。定 子绕组的这种绕制和嵌线方法能够有利于电动机内部产生旋转磁场，

提出问题，学生思考:

绕组的绕制和嵌放是按照什么规律设置的？我们是否可以重新绕制定子绕组并嵌放到电动 机内部呢？从而引入实操内容。

【讲授新课】

1 •绕线专用工具介绍（实物展示）

绕线模。绕制线圈必须在绕线模上进行, 不易破裂和变形。

绕线模一般用质地较硬的木质材料或硬塑料

⑵

制成,

（1）绕线机。在工厂中绕制线圈都采用专用的大型绕线机。对于普通小型电机的绕组，可 用小型手摇绕线机。

由竹子或硬质塑料等制成，如图⑶ 划线板。

3-6

线板要光滑，厚薄适中，要求能划入槽内2/3 处。

（4） 压线板。一般用黄铜或低碳钢制成，形状如图

利用压线板将蓬松的导线压实，使竹签能顺利打入槽内。

■ Z服同堆学熾览

所示，划线端呈鸭嘴形或匕首形，划

3—7所示，当嵌完每槽导线后，就

2 •定子绕组展开图的绘制

现以4极24槽单层绕组的三相笼式异步电机为例来说明定子绕组展开图的绘制过程。 么是展开图呢？设想用纸做一个圆筒来表示定子的内圆， 直线表示定子槽内的线圈边，用数字标明槽的号数，如图 与最末一个槽之问的点划线剪开，

用画在圆筒内表面上的相互平行的

什

3—8(a)所示。然后，沿1号槽

如图3—8(b)所示。展开后就得到如图 3— 8(c)所示的平

面图，把线圈和它们的连接方法画在这个平面图上，就是展开图。

冬吳色定r绕创展II來总■国

(i) 定子绕组展开图的绘制步骤。

① 画槽标号。在纸上等距离地把所修电动机的定子槽画成平行线。因电动机定子为 槽，故画24根平行线代表槽数，并标明每个槽的序号，如图

24

3-9(a)所示。

180。

② 定极距(分极性)。从第一槽的前半槽起，至最末一槽的后半槽画长线，线的长度代 表电动机的总电角度。再按电动机的磁极数来等分，每一等份代表一个极距，相当于 电角度，然后依次标出极性。极性的排列为

N S、N、S…，如图3-9(b)所示。

S极下各

③ 标电流方向。按照同一极性下导线的电流方向相同，不同极性下导线的电流方向相 反的原则画出电流方向。在图 线圈边的电流方向都向下。

④ 分相带。将每一极划分为 如第I槽为u相的首端，贝U

3-9(b)中设N极下各线圈边的电流方向都向上，则

3等份，即60度相带，在图3-9(b)中每一相占两槽；假

I、2、7、8、13、14、19、20槽均属于u相。V相首端应与u

相首端相差120。电角度，即5、6、11、17、18、23、24槽均属V相，其他槽属于 w相。 最后在每一个三等份

(即60度相带)上依次重复地标出相序号 u、V、w。

⑤ 分别连接各相绕组。按照采用的绕组类型及线圈节距，安置和连接每相线圈组。在 上图中，先将u相的两个线圈顺着电流方向连接成线圈组，再依照电流方向将

U相各线圈

连起来组成u相绕组，如图3-9(c)所示。根据三相间隔120电角度的原则，U相、V相和W 相绕组的首端应依次各移过

l20电角度，即移过一个极距的 2/3 ;如u相首端是从第一槽

开始，那么，v相的首端就从第 5槽开始，w相的首端就从第9槽开始，再按上述方法将 V 相和w相的各线圈组串接起来，组成 V相和W相绕组，这样就构成了一个完整的三相定子 绕组展开图，如图 3-9(d)所示。图中所示为 24槽4极的定子绕组展开图，其极距

t为：

t=Q / 2P=24/ 4=6(槽)

相应的电度角为180°; U、V相问间隔l20电角度；每极下相占60°相带。

用上述方法画出的各相绕组在定子槽中的位置和所占的槽数清晰明了，可以清楚地看 出各相绕组的连接方式和端部接线的方法，因此展开图是嵌线的重要依据。

掌握上述的基本概述及绘制步骤后，就可以着手画展开图了。画展开图时，最好用

种不同颜色的笔来画，这样就能更清楚、更容易地区别各相绕组定子槽内的分布情况、安 置位置以及连接方法。

3

(2)绕组的连接方法。三相 24槽4极电机的单链绕组。图 3—10为单层链式短节距绕组展

I〜6、7〜12、13〜18、

U相

开图。画图时先将u相绕组画出，U相绕组的有效边分别安置在线槽

19〜24之中，然后再将各线圈连接起来，如图

的首端。

3 — 11所示。可以设定任意一个线槽为

HHHHHHMHHHhH

.1 5 ■! 5 G - H. y l\" 11 仪 1一： 口 v

“ *苛 |

图 3戎宦子绕乳呆卄囲負制

图3—10三相24槽4极电动机的单链绕组展开图

同理，W相和V相绕组的安置和连接方法与 u相是一样的，只不过 w和V相绕组的首 端相对第一相绕组的首端依次移过 120的电角度，即移过一个极距的 2/3。如果u相绕组 的首端U从第6号线槽引出，移过一个极距的

2/ 3,也就是4槽(6 X 2/ 3)。因此，w相绕 组的首端 W应从第2号线槽内引出，V相绕组的首端 V应从第10号

线槽内引出。注意w相 绕组的各线圈的连接方向应与另外两相绕组相反，这样可使三相绕组的 线

比较集中，便于和电动机接线板连接。

线圈与线圈的连接方法有反串联和顺串联两种。当每相绕组中线圈组的数目等于电动 机磁极数时，每相绕组中各线圈之问的连接次序就是首端接首端，尾端接尾端，即反串联; 当 每相绕组中线圈组的数目等于电动机磁极数的一半时，每相绕组中各线圈之间的连接次序 是 首端接尾端，即顺串联。这两种方法是绝大多数电动机同一相绕组中各线圈

6根首尾端引出

组问的连接规 律。

N

I

3 •绕组的绕制方法(互动方法、学生参与，现场教学)

U

IF

(1) 绕线模尺寸的确定。在线圈嵌线过程中，有时线圈嵌不下去，或嵌完后难以整形； 线圈端部凸出，盖不上端盖，

即便勉强盖上也会使导线与端盖相碰触而发生接地短路故障。 这些都是因为绕线模的尺寸不合适造成的。绕线模的尺

足

1

扣

Rl VII V +IL逬组信戏由及逐渓;；淙

寸选得太小会造成嵌线困难；太大 又会浪费导线，使导线难以整形且绕组电阻和端部漏抗都增大， 影响了电动机的电气性能。

因此，绕线模尺寸必须合适。

选择绕线模的方法：在拆线时应保留一个完整的旧线圈，

作为选用新绕组的尺寸依据。

新线圈尺寸可直接从旧线圈上测量得出。然后用一段导线按已决定的节距在定子上先测量 一下，试做一个绕线模模型来决定绕线模尺寸。端部不要太长或太短，以方便嵌线为宜。

（2）绕线注意事项。

① 新绕组所用导线的粗细、绕制匝数以及导线面积，应按原绕组的数据选择。 ② 检查一下导线有无掉漆的地方，如有，需涂绝缘漆，晾干后才可绕线。

③ 绕线前，将绕线模正确地安装在绕线机上，用螺钉拧紧，导线放在绕线架上，将线圈 始端留出的线头缠在绕线模的小钉上。

④ 摇动手柄，从左向右开始绕线。在绕线的过程中，导线在绕线模中要排列整齐、均 匀、不得交叉或打结，并随时注意导线的质量，如果绝缘有损坏应及时修复。

⑤ 若在绕线过程中发生断线，可在绕完后再焊接接头，但必须把焊接点留在线圈的端 接部分，而不准留在槽内，因为在嵌线时槽内部分的导线要承受机械力，容易被损坏。

⑥ 将扎线放入绕线模的扎线口中，绕到规定匝数时，将线圈从绕线槽上取下，逐一清 数线圈匝数，不够的添上，多余的拆下，再用线绳扎好。然后按规定长度留出接线头，剪 断导线，从绕线模上取下即可。

⑦ 采用连绕的方法可减少绕组间的接头。把几个同样的绕线紧固在绕线机上，绕法同 上，绕完一把用线绳扎好一把，直到全部完成。按次序把线圈从绕线模上取下，整齐地放 在搁线架上，以免碰破导线绝缘层或把线圈搞脏、搞乱，影响线圈质量。

⑧ 绕线机长时间使用后，齿轮啮合不好，标度不准，一般不用于连绕；用于单把绕线 时也应即时校正，绕后清数，确保匝数的准确性。

4 .嵌线的基本方法（互动方法、学生参与，现场教学）

（1） 绝缘材料的裁制。为了保证电动机的质量，新绕组的绝缘必须与原绕组的绝缘相同。 小型电动机定子绕组的

绝缘，

一般用两层0.12mm厚的电缆纸，中间隔一层玻璃（丝）漆布或

黄蜡绸。绝缘纸外端部最好用双层，以增加强度。槽绝缘的宽度以放到槽口下角为宜，下 线时另用引槽纸，如图 3 —13所示。

如果是双层绕组，则上下层之间的绝缘一定要垫好，层间绝缘宽度为槽中间宽度的

1.7

倍，使上下层导线在槽内的有效边严格分开。为了方便，不用引槽纸也可以，只要将绝缘 纸每边高出铁心内径 25〜

30mml即可，如图3—14所示。 我们用0.2mm厚的绝缘纸（复 合纸）长度=槽长 +5X 2=90+10=100mm 宽

图3-13伸出槽外的绝缘

度 =槽深X 2X 2=15X 2 X 2=60mm

线圈端部的相间绝缘可根据线圈节距的大小来裁制，保持相间绝缘良好。

图3-14绝缘的大小

（2）嵌线方法。

①

单链短节距绕组的嵌线的方法

（线圈展开图参见图 3—10）。

1

2、槽4

a •先将第一个线圈的一个有效边嵌入槽 6中，线圈的另一个有效边暂时还不能嵌入

槽中。因为线圈的另一个有效边要等到线圈十一和十二的一个有效边分别嵌入槽

VB 口卩杞拆的館縑 ^13 14能缘的人从

中之后，才能嵌到槽I中去。为了防止未嵌入槽内的线圈边和铁心角相磨破坏导线绝缘层,

空一槽暂 暂时不嵌入槽内 时不嵌线

第I号线槽第3号线槽

要在导线的下面垫上一块牛皮纸或绝缘纸。嵌线示意图如图 3-15所示。

图3—15三相24槽4极电动机的单链绕组嵌线程序示意图

b •空一个槽(7号槽)暂时不下线，再将第二个线圈的一个有效边嵌入槽

线圈二的另一个有效边要等线圈十二的一个有效边嵌入槽

8中。同样，

I0中。

4以后才能嵌入槽 3中，如图

3 — 15(a)所示。然后，再空一个槽(9号槽)暂不嵌线，将线圈三的一个有效边嵌入槽

这时，由于第一、二线圈的有效边已嵌入槽

6和槽8中去了，所以，第三个线圈的另一个

1和

有效边就可以嵌入槽 5中。接下来的嵌法和第三个线圈一样，依次类推，直到全部线圈的 有效边都嵌入槽中后，才能将开始嵌线的线圈一和线圈二的另一个有效边分别嵌入槽 槽3中去，如图3— 15(b)所示。

(b)

(2) 嵌线的主要工艺要求。嵌线是电机装配中的主要环节，必须按特定的工艺要求进行。 ①嵌线。嵌线前，应先把

绕好线圈的引线理直，并套上黄蜡管，将引槽纸放入槽内，但绝 缘纸要高于槽口 25〜30mm在槽外部分张开。为了加强槽口两端绝缘及机械强度，绝缘纸 两端伸出部分应折叠成双层，两端应伸出铁心 1Omn左右。然后，将线圈的宽度稍微压缩，

使其便于放入定子槽内。

嵌线时，最好在线圈上涂些蜡，这样有利于嵌线。然后，用手将导线的一边疏散开， 用手指将导线捻成一个扁片，从定子槽的左端轻轻顺入绝缘纸中，再顺势将导线轻轻地从 槽口左端拉入槽内。在导线的另一边与铁心之间垫一张牛皮纸，防止线圈未嵌入的有效边 与定子铁心摩擦，划破导线绝缘层。若一次拉入有困难，可将槽外的导线理好放平，再用 划线板把导线一根一根地划入槽内，如图 3—16所示。

嵌线时要细心。嵌好一个线圈后要检查一下，看其位置是否正确，然后，再嵌下一个 线圈。导线要放在绝缘纸内，若把导线放在绝缘纸与定子槽的中问，将会造成线圈接地或 短路。注意，不能过于用力把线圈的两端向下按，以免定子槽的端口将导线绝缘层划破。

② 压导线。嵌完线圈，如槽内导线太满，可用压线板沿定子槽来回地压几次，将导线 压紧，以便能将竹楔顺利打入槽口，但一定注意不可猛撬。如果是双层线圈，则当下层线 圈嵌完以后，用压线板压在线圈上，用小锤轻轻敲打，将嵌在槽内的线敲打紧凑，再垫好 层间绝缘纸，为下一步嵌放上层线圈做好准备。端部槽口转角处，往往容易凸起，使线嵌 不进去，可用竹板垫着轻轻敲打至平整为止。

③ 封槽口。嵌完后，用剪子将高于槽口 5mm以上的绝缘纸剪去。用划线板将留下的5mn 绝缘纸分别向左或向右划入槽内。将竹楔一端插入槽口，压入绝缘纸，用小锤轻轻敲入。

竹楔的长度要比定子槽长 7mm左右，其厚度不能小于 3mm宽度应根据定子槽的宽窄和嵌 线后槽内的松紧程度来确定，以导线不发生松动为宜，如图

3—17所不。

:「：富子绪#刑亠冷匸丰挤

竹楔 封口 层间绝缘

图3-16嵌线示意图 ④

图3—17封槽口

端部相间绝缘。线圈端部、每个极相端之间必须加垫绝缘物。根据绕组端部的形状,

高出端部导线约5〜8mm插入相邻的两个绕组之间,

可将相问绝缘纸剪裁成三角形等形状，

下端与槽绝缘接触，把两相绕组完全隔开。双层 绕组相问绝缘可采用两层绝缘纸中间夹一层 0 • 18mm的绝缘漆布；单层绕组相问绝缘可用两层 0 • 18mm的绝缘漆布或一层聚脂薄酯复合青壳纸。

⑤

端部整形。为了不影响通风散热，同时又 使转子

容易装入定子内膛，必须对绕组端部进行 整形，形成外大里小的喇叭口， 如图3—18所示。 整形方法：用手按压绕组端部的内侧，或用橡胶 锤敲打绕组，严禁损伤导线漆膜和绝缘材料，使

绝缘性能下降，以致发生短路故障。 ⑥

包扎。端部整形后，用白布带对绕组线圈进行统一包扎，因为虽然定子是静止不动的， 但电动机在启动过

程中，导线将受电磁力的作用而掀动。

（4） 绕组接线。绕组的接线分为内部接线和外部接线两部分。

内部接线就是下线完毕后,

把线圈的组与组连接起来，根据电动机的磁极数和绕组数，按照绕组的展开图把每相绕组 顺次连接起来，组成一个完整的三相绕组线路；外部接线，就是将三相绕组的 中有3个首端、3个尾端）。按星形或三角形连接到接线排上，如图

6个线端（其

3 —19所示。

2 9

|> 中宀統肓

n押刊 in' i:子饶％的早畀赴

（a）接线盒中6个引线端的排列 （b）

接

定子绕组的星形连接

（C） 定子绕组的三角形连

图3—19

【课堂小结】

作业：1、绘制绕组展开图

绕组的外部接线

2、分组合作，每人至少操作各个步骤一次

课后小结：

第周 星期 第节 年 月曰

授课：伍懿君

河源理工学校教案

课题 电机嵌线工艺 教学目的 让学生掌握嵌线方法，灵活运用。 重点 教 材 分 难点 析 教具 三相异步电动机的嵌线工艺 三相异步电动机的嵌线工艺 实物 授课主要内容、课时分配及板书设计 【讲授新课】

1、单层链式绕组嵌线工艺

槽数为2，线圈节距为1 — 6。

图1是三相4极24槽单层链式绕组展开图。每极每相

展开图上面一行数字表示嵌线顺序，下面一行数字表示线槽序号。由图可以看出每

相都有4个线圈。每一个线圈都有两个边，通常我们把先下的那一个边称为下层边，例如 本例中的奇数槽里下的那一边（图上每个线圈的左边）

，都是下层边；后下的那一边称为上

层边，例如本例中的偶数槽里下的那一边（图上每个线圈的右边） ，都是上层边。每一个上 层边都压着两个下层边，例如本例中的 6槽里下的上层边压着 5槽、3槽下的下层边，由 此可见，单层链式绕组嵌线时一定要吊起两把线圈最后下，即吊把线圈 2把。嵌线步骤是 按次序先嵌下层边，后嵌上层边；最后嵌吊起的两把线圈的上层边。具体的嵌线顺序如下： （1） 选好第一槽位置，靠近机座出线口 。 （2） 嵌槽1（ U相第一个线圈的下层边），上层边吊起。 （3） 空一槽24，嵌23槽（W相第一个线圈的下层边），上层边吊起。 （4） 再空一槽22，嵌21槽（V相第一个线圈的下层边），上层边按节距1 — 6压着1槽、 23槽的下层边嵌入槽 2。 （5） 再空一槽20，嵌入19槽（U相第二个线圈的下层边），上层边按节距1 — 6压着 23槽、21槽下层边嵌入24槽。此线圈与本相第一个线圈的连接关系是上层边与上层边相 连或下层边与下层边相连，即尾、尾或首、首相连。 （6） 以后W、V相按空一槽嵌入一槽的次序，轮流将 U、W、V三相的4个线圈嵌完。 最后把吊把线圈两把嵌入，至此整个绕组全部嵌完。 单层链式绕组的嵌线规律是：嵌 1槽，空1槽，吊2把线圈。简称为“嵌1空1吊2” 按此种方法嵌线，同相线圈之间的过桥线可不截断，连接时要注意翻把，使其首首相 连、尾尾相连。最后留出的 6个线头，隔一即为同名端，女口 V1、U1、W1和W2、V2、 U2。 2、单层同心式绕组嵌线工艺 图2是三相2极24槽单层同心式绕组的展开图。每极每相槽数为 4，节距为1 —10、 24 —11 （见 U 相）。 展开图上面一行数字表示嵌线顺序，下面一行数字表示线槽序号。由图可以看出每一 相都有2组线圈，每一组线圈都有两个同心线圈组成。线圈的下层边（图上每个线圈的左

边）分别嵌在槽 1、24 , 21、20, 17、16 , 13、12, 9、

8，5、4内；上层边（图上每个线圈的右边）嵌在其余的槽内。每一组的两个上层边都压

着4个下层边，例如 U相第一组线圈的上层边槽

10、11压着W相的下层边槽9、8和V

相的下层边槽5、4,由此可见，此种嵌线工艺吊把线圈为

图2

4把。嵌线的步骤仍然是按次序先嵌下层边，后嵌上层边；最后嵌吊起的

边。具体的嵌线次序如下：

4把线圈的上层

1） 选好第一槽位置，靠近机座出线口。

2） 嵌槽1、24。把U相第一组小线圈的下层边嵌入槽

1，大线圈的下层边嵌入槽 24 ；

它们的上层边不嵌（吊把线圈）。

3） 空两个槽（槽23、22），嵌槽21、20（ W相第一组线圈的两个下层边），上层边 也不嵌入（吊把线圈）。 4） 再空两个槽（槽19、18），嵌槽17、16（ V相第一组线圈的两个下层边），上层 边根据节距压着槽 1、24、21、20四个下层边嵌入槽 2、3内。

5）按空两槽嵌两槽的方法，依次序把其余的线圈嵌完，最后把吊把线圈依次嵌入槽

内。

嵌线规律是：嵌2空2吊4。

按此种方法嵌线，同相线圈之间的过桥线可不截断。同相

2组线圈之间连接时要

注意翻把，使其首首相连、尾尾相连；每组同心线圈之间要串联连接，首尾相连。最 后留出的6个线头，隔一

即为同名端，女口 VI、U1、W1和W2、V2、U2。 【课堂小结】

单层链式绕组的嵌线规律是：嵌 1槽，空1槽，吊2把线圈。简称为“嵌1空1吊2” 单层同心式绕组的嵌线规律是：嵌

2空2吊4。