【摘 要】在画三相异步电动机定子单层交叉链式绕组的绕组展开图时候，根据常规方法需要进行比较抽象的诸如毎极每相槽数、极相组等参数的计算，很多学生对这些抽象参数的计算模棱两可。但使用空槽教学法则只需要简单进行绕组个数及分布的计算，在画绕组图的同时直接从图上得出节距等抽象参数的值，学生易于理解和接受，且此法适用槽数范围广。

       【关键词】电动机 绕组 空槽教学

        在进行电动机实际维修的过程中，为缩短三相异步电动机定子绕组的端部接线节省铜线，同时更加便于电机绕组的嵌线和散热，三相异步电动机的定子绕组广泛采用交叉、链式绕组结构。然而我们在采用常规方法进行三相异步电动机定子绕组教学的过程中发现，很多学生对于定子绕组的相带的划分及理解存在较大的问题，对于同时画出三相绕组的整个定子绕组展开图更是一筹莫展，为了便于学生理解和接受，本人在教学的过程中总结出了一套三相异步电动机定子单层交叉、链式绕组的简单教学方法——空槽教学法，经过多年的教学实践，收到了良好的教学效果。下面分别以24槽4极电机和36槽4极电机为例对空槽教学法的教学步骤予以提出，和大家一起探讨。

         一、绕组数据及相互关系
　　（一）定子绕组线圈的总个数和每相绕组线圈的个数
　　1.线圈总个数
　　由于我们探讨的是单层绕组的电动机，在电动机的定子槽中的每个槽内只放置一个线圈边，所以电动机定子绕组的线圈总数等于电机总槽数的一半，由此可以计算出36槽4极电机定子绕组的总线圈数为：36÷2=18个；24槽4极电机定子绕组的总线圈数为：24÷2=12个。
　　2.每相定子绕组的线圈个数
　　根据三相异步电动机定子绕组对称的原则，绕组均匀对称的分布到三相，每相绕组的个数各占绕组总数的三分之一。故36槽4极电机定子绕组的每相线圈数为：18÷3=6个；24槽4极电机定子绕组的每相线圈数为：12÷3=4个。
　　（二）电动机极数与每相绕组分布的关系
　　三相异步电动机的极数我们可以从电机的名牌上读出，根据电机交叉、链式绕组的特点，电机的极数和每相绕组在槽内分布的组数的关系是一致的。
　　所谓每相绕组在电机内分布的组数是指电机每相绕组在电机内分布的范围，分布在多少个不同的位置。根据三相异步电动机绕组在电机定子槽内分布的特点，每相绕组的线圈呈对称分布，可以得出不管是分数槽还是整数槽的电机每相绕组在电机槽内的分布组数和电机磁极的个数是相等的，下面我们举例予以说明。
　　如图1所示，24槽4极电机的A相绕组展开图，A相绕组总共有4个线圈，根据电动机极数及每相绕组的一致关系即极数等于组数，每组的4个线圈在定子槽内分成4组，每组一个线圈。
　　同理36槽4极电机其中一相绕组有6个线圈，根据极数等于组数的关系，每相的6个线圈在定子槽内分成4组。根据对称原则，6个线圈在电机内的分布为：第一组1个、第二组2个、第三组1个、第四组2个

        二、空槽法嵌线快速画出绕组展开图并确定线圈的极距和节距
　　空槽嵌线法是指三相异步电动机的三相定子线圈同时进行嵌线，一次进行，先嵌第一相绕组的第一组线圈的一边到定子槽中，另一边作为吊把线先悬空待嵌。嵌完第一组线圈的一边后，接下来要嵌第二组线圈的一边，在嵌第二组线圈之前，根据第二组线圈的个数，留出与之对应的空槽，在把第二组线圈的一边嵌入空槽后连续的槽内。而另一边仍然作为吊把线悬空待嵌。每台电机在嵌线时的吊把线只能有2把（即第一组和第二组的吊把边）。从第三组线圈开始，线圈的两边需先后嵌入到对应的槽中。即在嵌入完第二组线圈的一边后，接下来要嵌入的是第三组线圈的一边，根据空槽法，在嵌入的第二组线圈一边的槽后连续空出与第三组线圈个数相对应的槽数后把第三组线圈的一边嵌入到空槽后对应的槽中，这时候另一边不在作为吊把线，而是把第三组线圈的另一边往回嵌入到第一组线圈的前边对应的槽中。以此类推空对应的槽嵌入第四组线圈的一边，另一边返回到第一组线圈后面的空槽，空对应的槽嵌入第五组线圈的一边，另一边返回到第二组线圈后面的空槽，空对应的槽嵌入第六组线圈的一边，另一边返回到第二组线圈后面的空槽，按次方法一直嵌入完最后一组线圈。最后还剩下与第一组和第二组吊把线相对应的空槽，把第一、第二组吊把线根据节距相等的原则嵌入到对应的空槽中，即完成了整台电机嵌线。下面具体说明整个绕组展开图的绘制过程。
　　（一）24槽4极电机
　　根据前面的计算，24槽4极电机总绕组数为12个，每相绕组数为4个，由于极数等于组数，所以每相的4个线圈分成4组，每组一个线圈，由于三相绕组对称分布所以整台电机定子绕组12个线圈的排布为1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1、1。嵌线步骤如下：
　　第一步把第一组线圈（一个线圈）的一边嵌入到第2槽中，另一边作为吊把线悬空待嵌。如图2示
　　第二步示嵌第二组的一个线圈，根据空槽原则，在前一组线圈边后连续槽当中空出与第二组线圈个数相对应的槽数即第3槽，然后把第二组线圈的一边嵌入到第4槽中，另一边作为吊把线悬空待嵌。如图3所示。
　　第三步嵌第三组线圈的一个线圈，根据空槽原则，在前一组（第二组）线圈边后连续槽当中空出与第三组线圈个数相对应的槽数即第5槽，然后把第三组线圈的一边嵌入到第6槽中，另一边不再作为吊把线悬空待嵌，而是把该组线圈的另一边嵌入到第一组线圈已嵌线圈边前面的连续对应槽（图中第1组）中。如图4示
　　第四步把第四组线圈（一个线圈）的一边嵌入到第8槽中，把该组线圈的另一边嵌入到第二组线圈已嵌线圈边前面的对应槽中。如图5示，到这步，该台电动机的节距参数都已经清晰的反映在图上。从图上可以看出24槽4极电动机的节距为1-6。
　　依次类推每空一个槽就把相对应组的线圈边嵌入到相对应的槽中，另一边依次返回到相对应节距的槽中，一直到把第12组线圈的两边嵌入到第24槽中，如图6所示。这时候整台电动机的的空槽还剩下21槽和23槽，最后把第一组和第二组线圈的吊把线按线圈的节距分别嵌入到21和23槽中，如图7所示，再把各相的连接线接好，整台电机的绕组展开图即全部完成。
　　（二）36槽4极电机
　　根据前面的计算，36槽4极电机总绕组数为18个，每相绕组数为6个，由于极数等于组数，所以每相的4个线圈分成4组，根据相内线圈及三相绕组对称的原则。整台电机定子绕组18个线圈的排布为1、2、1、2、1、2、1、2、1、2、1、2。嵌线步骤如下：
　　第一步把第一组线圈（一个线圈）的一边嵌入到第2槽中，另一边作为吊把线悬空待嵌。如图8示
　　第二步把第二组线圈（二个线圈）的一边嵌入到第5、6槽中，另一边作为吊把线悬空待嵌。如图9示
　　图9
　　第三步把第三组线圈（一个线圈）的一边嵌入到第9槽中，另一边不再作为吊把线悬空待嵌，而是把该组线圈的另一边嵌入到第一组线圈已嵌线圈边前面的对应槽1中。如图10示
　　图10
　　第四步把第四组线圈（二个线圈）的一边嵌入到第12、13槽中，把该组线圈的另一边嵌入到第三组线圈已嵌线圈边前面的对应槽3、4中。如图10示。以此类推，一直到把第18个线圈的两边嵌入到相对应的槽中，最后把第一组、第二组线圈的吊把边嵌入到最后的相对应节距的空槽中，整台36槽4极电机的绕组展开图即全部完成。
　　三相异步电动机定子单层交叉链式绕组的绕组展开图时候，空槽教学法只需要进行简单的计算，直接从图上可以得出节距等抽象参数的值，学生易于理解和接受，实用于任何槽数的三相异步电动机定子单层交叉链式绕组教学。
　　【参考文献】
　　[1]王生主编. 电机与变压器. 高教出版社，1999.
　　[2]刘景峰主编. 电机与拖动基础. 中国电力出版社， 2006.
　　[3]王艳秋主编. 电机及电力拖动. 化学工业出版社， 2001.