第三章 异步电动机的转动
(4) 每极每相槽数q
3.5 电动机绕组的接线舞曲
创作背景
二十世纪五十年代的技工学校，完全照搬前苏联的模式。一天理论，一天实习。对于《电机修理》这门课，实习的主要内容是让学生反复地给电动机“下线”，就是把线圈嵌入到铁心里去。
电机绕组的接线是一件相当头痛的事情，线圈都嵌入到铁心里以后，留出了许许多多的接线端子，都是一根根的线头，又没有标记，要把它们准确地联接起来，既异常麻烦，又很容易出错。我于是自己在纸上进行了无数次的“接线”，终于摸出了一些规律，编写了一个顺口溜，还配了一首舞曲，称之为“接线舞曲”，学生们边唱边接线，非但迅速而准确，还格外地显得喜庆。
3.5.1 异步电动机的定子绕组
3.5.1.1 定子绕组概况
1. 绕组的结构
异步电动机的定子绕组是用来产生旋转磁场的，其大致安排如图3-32(a) 所示。但实际的电动机里，总是把一相的绕组分成若干个较小的线圈，做成分布绕组，分布绕组里通入电流后，磁动势波形为阶梯形，如图3-32(b) 所示。
则既可以提高铁心的利用率，还可以使磁动势的波形尽量地接近于正弦波，减小其谐波分量。通常， 每一个定子槽里都安置两个绕组边，称为双层绕组，其铁心的结构如图3-32(c) 所示。
2. 绕组的展开图
要了解绕组的电路，需要把定子展开，如图3-33(a)所示，把铁心切断，向左右展开。展开后如图3-33(b) 所示，如把铁心移去，就得到如图3-33(c) 所示的绕组展开图。如果是双层绕组，则在展开图中，每个定子槽的上层边用实线表示，下层边用虚线表示。
3. 几个基本名词
(1) 实例
某电动机的数据是：37kW，4 极(2p=4)，定子上有36个槽(Z=36)，双层绕组，故定子槽内有两个线圈边。
(2) 极距
电动机中，每两个相邻磁极轴线之间的距离，称为极距τ。实际上也是每个磁极所覆盖的定子槽数：
τ =Z/2p （3-32）式中，τ：极距；Z：定子槽数； p：磁极对数。在本电动机里，Z=36，2p =4，所以：τ=36/4=9。
(3) 节距
一个线圈的两个有效边之间的槽数，称为节距y。本电动机里，y=7。如y=τ，称为整距绕组，如图3-34(a) 所示；如y<τ，称为短距绕组，如图3-34(b) 所示；一般电动机里，都采用短距绕组，其展开图如图3-34(c) 所示。采用短距绕组可以进一步削弱磁动势和电动势的谐波分量，尤其是能够较好地削弱5 次谐波和7 次谐波。除此以外，采用短距绕组还可以节约端部的铜钱。
(4) 每极每相槽数q
在三相交流异步电动机里，每个磁极下的绕组分别属于三相。则每极每相的槽数为：q=Z/(3×2p) （3-33）式中，q 为每极每相槽数。
(5) 极相组
每个磁极下，属于同一相的绕组，称为是一个极相组，图3-34(c) 所示，就是一个极相组的展开图。很明显，每一个极相组里具有q 个线圈。
(6) 槽距角
两个相邻的定子槽之间所对应的电角度，如图3-35(a)所示：
α = p×360/Z （3-34）
式中，α 为槽距角。
(7) 相带
(7) 相带
每极每相的定子槽所对应的电角度，称为相带。很明显，在这台电动机里，因为一个磁极所对应的电角度是180°，所以相带是60°。目前，极大多数电动机都采用60°相带，
如图3-35(b) 所示。
3.5.1.2 绕组的接线规律
各极相组在定子上的分布如图3-35(a) 所示。在每个磁极下，都有三个极相组，分别属于三相。因为各相之间，必须互差120°电角度，所以，在排列时，V 相的起始边( 常称为相头) 和U 相的起始边，以及W 相的起始边之间，都要相隔两个相带，如图3-36 所示。
1. 一相绕组的接线
以U 相绕组为例，说明其接线规律：因为两个相邻的极相组处在不同极性的磁极下，所以，它们的电流绕行方向是相反的。于是得到两个相邻极相组之间的接线规律：
下层边与下层边相接，上层边与上层边相接，如图3-37(b)所示。
2. 三相绕组接线图
按照同样规律，画出V 相绕组和W 相绕组的接线图。需要注意的是，V 相的起始边和U 相的起始边之间，以及W相的起始边和V 相的起始边之间，都应该相隔120°电角度，
如图3-37(a) 所示。
3. 极相组接线图
实际工作中，在绕制绕组时，同一个极相组的几个线圈通常是不分离的。所以，在画接线图时，就可以只画出极相组之间的接线图就可以了，如图3-37(b) 所示。接线的基本规律是：
(1) 各相头之间，必须互隔120°电角度；
(2) 同一相的各极相组之间，应该是下层边与下层边
相接，上层边与上层边相接。剩下的三个头，就是相尾了。
3.5.2 接线规律与舞曲
3.5.2.1 定子绕组接线规律
接线步骤
第一步，先把所有的上线头和下线头都分开。例如，所有的上线头都翻向电动机的外侧；而所有的下线头都翻向电动机的里侧，如图3-38(a) 所示。
第二步，以接线口为中心，两边各留三个头，如图3-38(b) 所示。这是因为，最后有六根线要连接到外部的接线盒去，为了尽量缩短连接线，所以，六个出线头应尽量接近接线口。
第三步，每隔两组找线头。但必须符合两个原则：
(1) 上线头与上线头相接；下线头与下线头相接。
(2) 接线的顺序必须相同，如图3-38(c) 所示。
第四步，确定各相外接端子的标记。它们应该是：接线口的顺时针一侧是U1、W2、V1；逆时针一侧是V2、W1、U2，如图3-38(d) 所示。
3.5.2.2 接线顺口溜
接线以前做准备，上下线头都分开；
接线口来做中心，左右各留三个头；
要就都留上线头，要就都留下线头；
它们六个顺序是，AZB 和Y( 呀)CX( 希)；
其余还有多少头，每隔两组找线头；
或者都向左边走，或者都向右边走；
上线头接上线头，下线头接下线头；
顺此一路接下去，所有线头都 接完。
