定子绕组直流电阻的理论值与测量值的比较

舒鹏+吕清

【摘 要】电机定子绕组的直流电阻是电机设计中的一个重要的参数，在电机设计时，设计者根据所设计绕组的方案，计算出绕组的直流电阻，即理论值；待该电机生产制造完成后，用专业的测量直流电阻的仪器，测量绕组的直流电阻。通过比较理论值与测量值的大小，分析两者存在差异的原因，为改善电机绕组设计方案提供了合理依据。

【关键词】电机设计；定子绕组；直流电阻

【Abstract】motor stator winding dc resistance is an important parameter in the design of motor， in the motor design， designers， according to the designed scheme to calculate the winding dc resistance， namely the theoretical value； for the motor manufacturing is completed， use professional measurement of dc resistance instruments， measuring winding dc resistance. By comparing the theoretical value and measured value， the size of the analysis of both the cause of the differences， in order to improve the motor winding design provides a reasonable basis.

【Key words】Motor design；Stator winding；Dc resistance

0 前言

在电机设计中，电机绕组方案设计中就有对定子绕组的直流电阻的计算的要求，根据理论计算的结果，进一步计算得出电机的温升、效率等性能参数。[1]可见在电机设计时，绕组的直流电阻的计算的准确性对整个定子绕组方案的确定有着重要的影响；因此，很有必要进行绕组直流电阻理论计算值与实际产品测量值的比较分析，找出理论值与测量值的偏差的原因，并对理论值进行适当的修正，使得计算的理论值更加接近测量值，为绕组方案设计时，提供更为准确的理论数据支撑。

1 绕组直流电阻理论值与测量值

1.2 绕组直流电阻的测量

本论文中的测量值均是采用测量电机绕组直流阻值专用仪器所得，该仪器型号为SM2512型智能直流低电阻测试仪，该测试仪测量范围1uΩ～20kΩ，测量精度在0.1%，[3]且通过江西东华计量测试研究院的校准检测。下表1分别记录了理论计算值与实际测量值。

2 理论值与测量值的比较与分析

上述段落中介绍了电机定子绕组直流电阻的计算方法，对公司生产的不同功率段的电机定子绕组直流电阻进行了相应的计算和实际产品的测量；通过表1，可以直观的看出理论值和测量值存在着明显的差异。

1）根据上述表格，各电机直流电阻理论值与测量值的绝对偏差分别为0.01961、0.00582、0.00272、0.00269、0.00125、0.00018，相对偏差分别为：4.99%、5.39%、3.63%、5.77%、4.55%、5.52%，随着电机的功率越大，定子绕组的直流电阻逐渐变小，理论值与测量值间的绝对偏差也呈现出变小趋势。

2）无论电机的功率多大，总是呈现出理论值比测量值要小的结果。根据绕组直流电阻R的计算公式，理論计算时的电阻率ρ为25℃时值，由于导线的电阻率是受环境温度影响，具体公式为：ρt=ρ20[1+α（t-t20）]，α：导体电阻的温度系数；[4]而产品现场实际测量时的环境温度与理论计算时的25℃的室温存在偏差，这样易导致理论值与测量值之间存在偏差；通过观察分析同心式绕组展开图（见图1）可知，存在绕组直流电阻理论计算的长度就要比实际的长度偏短的情况，那是因为理论计算绕组的长度时，为了计算的简单快速，先只计算一个线圈长度：L=2*[（b+c1）+（b+c2）+（b+c3）+（b+c4）]，b：为线圈的直线段长；c1、c2、c3、c4：分别为同心线圈的弧长；在整个绕组的绕制过程中有线圈之间的过桥线、绕组的引出线和绕线叠加一起使得线圈的圆弧变大等因素被忽略不计；绕组线圈在绕组的过程中，导线是受绕线机的拉力作用的，不难发现在线圈的转角处，导线会因受拉力而发生细微的拉长变形，导致此处的导线电阻有略微的增大的趋势，随着绕线的匝数增多，这种略微增大的趋势得到了累加，从而使得理论计算值比实际测量值偏小。

3 总结

尽管上述各电机绕组直流电阻的理论值与测量值存在偏差，但通过分析两者偏差的原因可知理论计算公式的正确性；考虑到绕组方案设计时的准确性，必要时可以将绕组直流电阻的理论值增大5%用于绕组设计时的电机温升、效率等的计算，为方案设计提供更为准确的理论数据支撑。

【参考文献】

[1]中华人民共和国国家标准.GB 755-2008 旋转电机定额和性能[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2]黄国志，傅丰礼.中小旋转电机设计手册[M].北京：中国电力出版社，2014：199-205.

[3]上海神模电气有限公司.SM2512智能直流低电阻测试仪使用说明书[Z].上海.

[4]陈世坤.电机设计[M].北京：机械工业出版社，1982：44.

[责任编辑：朱丽娜]