电机的绕组类型和特征

绕组是电机的关键部件，又是最容易损坏的薄弱环节。它受到电感作用、热作用和机械振动作用，以及环境因素的影响。决定电机寿命和运行可靠性的主要因素是绕组。绕组成本是电机总成本的主要组成，绕组所用的材料受市场经济因素影响较大。

因此，提高绕组的寿命具有特殊重要的意义。绕组制造工艺包括线圈制造、绕组嵌装和绝缘处理。手工操作多，劳动强度大，质量较难稳定。因此，正确掌握电机绕组制造工艺，提高绕组质量和使用寿命，就成为电机制造工作者的重要任务。

一、软绕组

软绕组由绝缘圆形导体缠绕。通常用于带半封闭槽的小型电动机，工作电压不超过500伏。绕组可以制成单层或双层，其中一个线圈边缘散布在单层的每个槽中，两个线圈边缘散布在双层的每个槽中。从技术分析来看，建议对10千瓦以下的小型交流电动机使用单层绕组，因为插槽中没有层间绝缘，插线方便。槽空间利用率良好，但绕组的端部彼此重叠并且不容易成形。对于10kW以上的电动机，磁芯的内径较大，并且更常使用双层绕组，因为它可以选择合适的短节距来减弱谐波磁势，并且绕组端部布置得整齐。

此外，交流电动机中还有单层和双层混合绕组和Y-delta混合绕组。在单层和双层混合绕组中，凹槽的一部分是单层的，凹槽的另一部分是双层的。与具有相同短距离的双层绕组相比，绕组端连接更短，这对于2P电机更有利。在Y-delta混合绕组中，每个极和相的线圈分为两种类型，即三角形和Y形。两个线圈的匝数和直径是不同的。当插入线圈时，两个线圈交替分布。连接时，三角形系统和Y形系统分开连接，然后混合成连接方法。这种绕组可以消除磁势中的高次谐波分量，提高基波分布系数。然而，两个绕组的插入布线很麻烦并且容易出错，因此过程管理非常重要。

软绕组可根据不同的安装方式分为嵌入式软绕组，绕组软绕组和穿透软绕组。（1）当手动操作嵌入式软绕组时，多圈散射线圈通过槽嵌入芯槽中。主要用于小型交流电动机和小型直流电枢的定子或绕组转子。机械化安装技术已被推广用于小型定子的大规模生产。（2）WOUND-IN软绕组的绝缘圆形导线直接缠绕在芯槽中，主要用于直流电枢或极点较少的交流转子。通常，使用手动上发条。对于大规模生产直流电枢或转子绕组，使用特殊的插入机器。（3）穿透软绕组的核心是闭合凹槽或半闭合凹槽，凹槽宽度小于嵌入直径，导体是绝缘圆形导线或绞合线，其穿过凹槽的两端转动轮流。接线工作非常繁重，仅适用于特殊电机，如中频电机和充水式潜水电机。

二、硬绕组

硬绕组由形成的线圈组成，线圈由绝缘扁平导体或导体制成。根据不同的批量方法，它可以分为嵌入式和插件式。

（1）嵌入式绕组的铁芯为开槽或半开槽，绕组元件为多圈或单圈成型线圈。多匝成型线圈用于开口槽时，一般已包好对地绝绝缘，并经绝缘处理。当用于半开槽时，线圈由双绝缘扁线形成，它们分成槽并组装成插槽。单侧成形线圈可分为两种类型：全环形线圈和半环形线圈。全圆型用于中型直流电枢，半圆型用于大型汽轮发电机和水力发电机。通常，单侧成形线圈具有大的导体横截面，其由多个绝缘扁平导体组成并且在特殊模具或成形设备上弯曲。对于导体超过300 kW的大型发电机，沟槽中的漏磁场将导致导体电流分布不均匀并增加绕组损耗。为了克服这个缺点，线圈通常通过换位编织由多个绝缘扁平导体制成。

（2）插入硬线圈芯为闭合槽或半闭合槽，绕组元件为半线圈杆。当用于异步电动机的绕组转子时，线圈导体由铜条弯曲。开始弯曲一端，另一端在形成之前插入凹槽中。对于大型电机定子，有些采用渐开线半圆换位线圈编织，插入槽后用平行头套焊接。插入式绕组还用于异步电动机的鼠笼式绕组，同步电动机的阻尼绕组或起动绕组，以及大型直流电动机的补偿绕组。

极绕组安装在磁极的磁芯上。根据所用的不同材料和缠绕方法，可分为两种类型：绝缘线缠绕（圆形或扁平线）和带状缠绕。带状绕组可分为扁平绕组（宽侧弯曲）和扁平绕组（窄侧弯曲）。

绕组制造工艺随结构而变化。软绕组制造的关键在于散装绕组。以嵌入式软绕组为例，其主要制造工艺是绕组线圈散射线布线检查绝缘处理。硬绕组制造是线圈制造的关键。根据不同的绝缘结构和加工工艺，线圈的制造方法也不同。以开槽嵌入式硬盘绕组为例，其主要制造工艺为梭式或波形线圈凸出成型匝间绝缘胶凝处理组件，以接地绝缘热压成型检查绕组插入检查。