轉(zhuǎn)子繞組（實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的線圈組）
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轉(zhuǎn)子繞組
實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的線圈組
簡單介紹
圖1 轉(zhuǎn)子繞組
主要分類
直流電樞繞組分疊繞組、波繞組和蛙繞組3種。每個(gè)線圈的兩個(gè)出線端連接到換向器的兩個(gè)換向片上，兩者在換向器圓周表面上相隔的距離稱為換向器節(jié)距，用Y表示。不同形式的繞組具有不同的換向器節(jié)距。
疊繞組
有單疊繞組和復(fù)疊繞組之分。單疊繞組是將同一磁極下相鄰的線圈依次串 聯(lián)起來，構(gòu)成一條并聯(lián)支路，所以對應(yīng)一個(gè)磁極就有一條并聯(lián)支路。單疊繞組的基本特征是并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)。各條支路間通過電刷并聯(lián)。單疊繞組線圈的換向器節(jié)距Y=1。Y>1者稱復(fù)疊繞組。比較常用的是Y=2的復(fù)疊繞組，又稱雙疊繞組。雙疊繞組在一個(gè)磁極下有兩條并聯(lián)支路。例如一臺(tái)四極直流電機(jī)，采用雙疊繞組時(shí)，共有8條并聯(lián)支路。各條支路間也是通過電刷并聯(lián)。電刷組數(shù)等于電機(jī)的極數(shù)。其中一半為正電刷組，另一半為負(fù)電刷組。疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)較多，它等于極數(shù)或?yàn)闃O數(shù)的整倍數(shù)，所以又叫并聯(lián)繞組。
轉(zhuǎn)子繞組
波繞組
有單波繞組和復(fù)波繞組。單波繞組的特點(diǎn)是將同極性下的所有線圈按一定規(guī)律全部串聯(lián)起來，形成一條并聯(lián)支路。所以整個(gè)電樞繞組只有兩條并聯(lián)支路。波繞組線圈的換向器節(jié)距式中P為磁極對數(shù);k為換向片數(shù)；a為使Y等于整數(shù)的正整數(shù)，它等于波繞組的并聯(lián)支路對數(shù)。單波繞組的a=1，而a=2的復(fù)波繞組稱雙波繞組，它可以看成是由兩個(gè)單波繞組并聯(lián)而成的復(fù)波繞組，故有4條并聯(lián)支路；a>2者可類推，但用得很少。波繞組從并聯(lián)電路連接原理上說，只需兩組電刷，即一組正電刷和一組負(fù)電刷。然而，通常直流電機(jī)中波繞組的電刷組數(shù)仍然等于其極數(shù)，這是為了減輕電刷和換向片接觸面上的電流負(fù)荷，從而可以縮短換向器的長度。此外，對線圈電流的換向也有好處。直流電樞繞組常由于某種原因造成各并聯(lián)支路的電流不均勻分配，使銅耗增加，電樞繞組過熱；有時(shí)也會(huì)使電刷下發(fā)生有害的火花，給電機(jī)運(yùn)行帶來不利影響。將電樞繞組內(nèi)部理論上的等電位點(diǎn)用導(dǎo)線直接連接，就可以改善電機(jī)的運(yùn)行條件。專門為此而設(shè)置的連接導(dǎo)線稱為均壓線。
蛙繞組
由適當(dāng)配合的疊繞組和波繞組混合而成的一種直流電樞繞組。疊繞組和波繞組的線圈接在同一換向器上并聯(lián)工作。由于其線圈組合的外形很像青蛙而得名。這種繞組因波繞組線圈和疊繞組線圈之間互相起著均壓線作用，故無需另外加接均壓線。采用蛙繞組的直流電機(jī)有良好的運(yùn)行性能，故其應(yīng)用日益廣泛。電樞繞組是直流電機(jī)的核心部分。當(dāng)電樞在磁場中旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組中會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)電樞繞組中有電流流過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢，它與氣隙磁場相互作用，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)勢與電流相互作用，吸收或放出電磁功率，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相互作用，吸收或放出機(jī)械功率。二者同時(shí)存在，構(gòu)成電磁能量與機(jī)械能量的相互轉(zhuǎn)換，完成直流電機(jī)的基本功能。因此，電樞繞組在直流電機(jī)中起著重要的作用。
常見故障
接地故障
轉(zhuǎn)子繞組接地是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中較易發(fā)生的故障，又是嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的故障。正常運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組對地之間有一定的絕緣電阻與分布電容。其絕緣電阻一般大于1Ω，水冷繞組轉(zhuǎn)子因有絕緣引水管，在通水狀態(tài)下的絕緣電阻僅為數(shù)千歐。因某種原因絕緣電阻嚴(yán)重下降或?qū)Φ亟^緣損壞時(shí)，最常見的即是一點(diǎn)接地故障。此時(shí)，因未形成電流回路，對電機(jī)運(yùn)行尚無直接影響。但是，一點(diǎn)接地故障存在后，如切合勵(lì)磁開關(guān)及發(fā)電機(jī)出口斷路器，或發(fā)生其他運(yùn)行事故，轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生過電壓時(shí)，將有可能導(dǎo)致另外的接地點(diǎn)出現(xiàn)形成，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地事故。此時(shí)，發(fā)電機(jī)將出現(xiàn)不同程度地振動(dòng)加劇、機(jī)組大軸磁化、局部燒損轉(zhuǎn)子繞組絕緣及轉(zhuǎn)軸的嚴(yán)重后果。
處理方法：
對接地故障的處理方法是，更換有關(guān)部位的絕緣材料。具體做法是：將汽側(cè)護(hù)環(huán)下25、26槽線包間的絕緣碳化物以及25、26槽第1匝至第4匝間的絕緣碳化物清除干凈，并用吸塵器反復(fù)吸3～5遍，然后用清洗劑清洗2～3遍后換上新的絕緣層和絕緣墊塊。將原先松動(dòng)的6塊絕緣墊塊進(jìn)行更換和位置調(diào)整，并使松緊程度恰當(dāng)。
短路故障
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障是其運(yùn)行中的一種常見故障。嚴(yán)重時(shí)將會(huì)影響發(fā)電機(jī)的無功出力，如是不對稱的匝間短路會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組振動(dòng)加劇，也可能進(jìn)一步導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣損壞，進(jìn)而發(fā)展成為接地故障，對發(fā)電機(jī)組本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成很大的威脅。
處理方法：
1．確定短路匝數(shù)與位置
當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，必須進(jìn)行有關(guān)的檢驗(yàn)，確定短路匝數(shù)及位置。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)子繞組常存在不穩(wěn)定的匝間短路。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止或拉出護(hù)環(huán)后，由于線匝彈起，匝間短路消失，但裝上護(hù)環(huán)或轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)，匝間短路仍然存在。為消除此隱患，必須尋找出不穩(wěn)定的匝間短路點(diǎn)。這時(shí)可用幾十對專用壓板夾在繞組端部及拐角處，如圖3所示，對繞組逐個(gè)逐點(diǎn)加壓，模擬護(hù)環(huán)的熱套緊力和繞組運(yùn)行中產(chǎn)生的離心力，然后通過電壓降法逐個(gè)試驗(yàn)，就可找出故障點(diǎn)。
2．對故障點(diǎn)處理
3．檢查與裝復(fù)
匝間絕緣全部處理完好后，應(yīng)再次檢查絕緣情況，合格后，清理、檢查端部各處無遺物，按原記號(hào)裝好端部墊塊，在繞組表面噴一層防油絕緣漆。最后裝復(fù)護(hù)環(huán)、中心環(huán)和風(fēng)扇等。
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