第2章　異步電動機改繞三相正弦繞組

三相正弦繞組是由一套星形繞組和一套角形繞組混接而成的高質量特殊繞組，故又稱星-角混合繞組。它具有如下特點：

①正弦繞組可以加強基波磁勢的同時，有效地削減五、七次諧波干擾，從而改善電動機性能；

②改繞正弦繞組，特別是雙層改繞正弦繞組，即使節距不變，其改繞后的繞組系數也有相當的提高，進而可使運行功率因數提高，而使電動機出力相應增加；

③改繞后，如果從雙層改繞單層正弦，除可節省層間絕緣材料外，因槽滿率下降而可適當增大正弦繞組的導線截面積，可使定子繞組銅損降低而節約電能，進而提高電動機的運行效率，并降低溫升；

④正弦繞組安排的空間相位差縮減為30°相帶，使氣隙磁勢更接近于正弦；從而減少了振動和噪聲，使電動機運行更加穩靜；

⑤雖然正弦繞組具有很多優點，但不同電動機改繞后的經濟效果并非相同，一般來說，高速電動機改繞效果較明顯，例如，2、4極電動機改繞后其效率一般可提高2％～4％；此外，還要看原機的質量，若原來設計合理，而附加損耗又很小，則改繞后的效果就不理想，所以最好選JO2、JO3、JO4等系列的正規廠家產品，特別是原用鋁線繞組的電機；因其以鋁改銅的槽有效空間較大，且鐵芯材質也有保證，故此改正弦的效果最佳。

正弦繞組電動機雖屬節能電機，但并無系列產品，如用戶需要可向廠家訂制，修理中偶爾遇到說明其應用存在。對大型企業也有自行改繞的，因此，本書就以舊電機改繞推出本章圖例。此外，由于老系列電動機的接線盒為后置式，其接線端在后部，故本章例圖若電源相序匹配，則從出軸端對視電動機仍為正（順時針）旋轉。

（1）正弦繞組的構成

正弦繞組是把60°相帶繞組每極相分成△形和Y形兩部分。由于星形繞組較角形繞組電流滯后30°電角，從而使電機綜合電流在定子圓周上的分布更接近于正弦波形，故被稱為正弦繞組。正弦繞組的構成是以三相繞組為基礎，即將三相繞組每極相所占槽數q一分為二，一部分接成角形繞組，另一部分接成星形繞組，兩部分繞組分別按常規獨立接線，實質是在一臺電機定子上嵌入兩套三相繞組，最后將兩部分繞組按需接成形或形。

（2）正弦繞組結構參數

①線圈數　正弦繞組總線圈數是Y、△兩部分線圈之和，即Q=Qy+Qd。如是雙層布線，總線圈數等于槽數；若為單層布線則Q總=Z/2；單雙層布線則為非常數，并介于兩者之間。

②每組圈數　包括角形（Sd）和星形（Sy）兩部分，并分開計量。

③極相槽數　是三相電動機原繞組參數，即q=Z/2pm，正弦繞組將其分成角形（qd）部分和星形（qy）部分，它可以相等，也可不相等。

④并聯路數　一般改繞宜取ay=ad，但也可取ay≠ad的。

⑤繞組系數　正弦繞組系數要比改繞前有所提高，但它分成Y、△兩部分計算；而總的繞組系數按理應將其折算到主相軸，但其計算相當復雜，故當前的做法是取其兩者之平均值。雖然未盡合理，但誤差不大。

（3）正弦繞組布接線要點

正弦繞組的基本結構與其他型式三相繞組相同，不同的僅是它的總圈數多一倍，且分成互差30°相位的星、角兩套繞組，并同時置于定子鐵芯。但在嵌布線上要注意不同規格線圈組的安置，最好是依圖嵌入。嵌線方法則與普通電動機一樣，不再重述。

正弦繞組的接線型式分兩種：一種是形，命名為“內星角形”；另一種是形，命名為“內角星形”。正弦繞組接線雖然復雜，但它由兩套相對獨立的繞組連接而成；引出線僅3根。因此在接線過程中，進線方位必須按圖進行，其相屬和首、尾都要嚴格區分，即使是星形繞組也不允許調反連接。此外，為了便于接線和檢查，正弦繞組線圈的導線最好選用不同顏色的漆包線繞制，至少也要用不同色的絕緣套管加以區別屬于星形或角形部分。

1）內星角形接線要點

①先將角形部分的線圈（組）按常規逐相接好后，連接成角形，并標出Ud、Vd、Wd三相出線端；

②再把其余星形線圈（組）逐相連接后，尾端連成星點，接成Y形繞組；

③最后把星形繞組的尖端標示Uy、Vy、Wy，并與Ud、Vd、Wd對應相接。

2）內角星形接線要點

①先將角形部分的線圈（組）按常規逐相接好后連接成角形，并標出Ud、Vd、Wd三相頭端；

②再把屬星形部分的線圈（組）逐相連接后不接星點，但標示相頭Uy、Vy、Wy，并作為引出線引出；

③最后將星形的三相尾端分相對應與角形部分的Ud、Vd、Wd分別并接，如例中圖（a）。

（4）正弦繞組圖例說明

①正弦繞組每例由主、輔圖構成，圖（a）是輔圖，以示意形式表示各槽線圈的相別和極性，輔導繞組的接線；圖（b）為主圖，用潘氏畫法繪制；

②正弦繞組每極相線圈由兩部分組成，其中角形線圈有效邊用單圈、端部用虛線表示；星形線圈則用雙圈及粗實線表示；

③繞組參數中角形部分用腳注“d”表示；星形用“y”表示。

（5）改繞正弦繞組的參數換算

三相電動機（60°相帶）繞組改繞正弦繞組后，其繞組參數必須隨之改變，并與改繞前后繞組接法有關。改繞計算可參考表2-1中公式。

注：N'，A'——改繞電動機原三相繞組每槽有效導線數和導線截面積；

，Kdp——原三相繞組及改繞后正弦繞組的繞組系數。

由于正弦繞組換算是以原三相電動機數據為基準進行的，所以改繞前后的并聯路數要求相同，如改繞后并聯路數與原繞組不同時，可先將原繞組換算到改繞后的并聯路數再進行正弦繞組參數換算。此外，如當改繞方案不能成立時，也可改變并聯路數換算參數后再改繞。例如48槽4極電機原為雙層疊式四路并聯，若選用單雙層布線的正弦繞組方案便無法構成四路并聯，這時應先將原繞組變換成二路并聯參數后，再換算成二路并聯的正弦繞組。

三相正弦繞組以布線型式分為兩節，一節是雙層布線；另一節為單層及單雙層布線。共收入繞組37例，而每例有接線示意圖和端面布接線圖，故共計彩色74幅。