電機的電樞中按一定規(guī)律繞制和連接起來的線圈組稱為轉(zhuǎn)子繞組。它是電機中實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的主要組成部件之一。組成電樞繞組的線圈有單匝的，也有多匝的，每匝還可以由若干并聯(lián)導線繞成。線圈嵌入槽內(nèi)的部分稱有效部分，伸出槽外的部分稱做連接端部，簡稱端部。
簡單介紹
電樞繞組由一定數(shù)目的電樞線圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電機的電路部分，也是感生電動勢，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進行機電能量轉(zhuǎn)換的部分。線圈用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵心槽內(nèi)，上下層以及線圈與電樞鐵心之間都要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。大型電機電樞繞組的端部通常緊扎在繞組支架上。電樞繞組分直流電樞繞組和交流電樞繞組兩大類。它們分別用于直流電機和交流電機。通常采用雙層繞組。線圈的有效部分包含左、右兩個有效邊。放在槽內(nèi)且靠近槽口的有效邊叫上層邊，靠近槽底的有效邊叫下層邊。同一槽中上下層間用絕緣紙隔開。同一線圈上下兩有效邊沿圓周方向的距離即為線圈的跨距，通常用槽距（兩相鄰槽間距離）的倍數(shù)表示。跨距約等于一個極距（相鄰兩磁極的距離，也常用槽距的倍數(shù)表示）。
主要分類
直流電樞繞組分疊繞組、波繞組和蛙繞組3種。每個線圈的兩個出線端連接到換向器的兩個換向片上，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，所以對應一個磁極就有一條并聯(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者稱復疊繞組。比較常用的是Y=2的復疊繞組，又稱雙疊繞組。雙疊繞組在一個磁極下有兩條并聯(lián)支路。例如一臺四極直流電機，采用雙疊繞組時，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)等于電機的極數(shù)。其中一半為正電刷組，另一半為負電刷組。疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)較多，它等于極數(shù)或為極數(shù)的整倍數(shù)，所以又叫并聯(lián)繞組。
波繞組
有單波繞組和復波繞組。單波繞組的特點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的復波繞組稱雙波繞組，它可以看成是由兩個單波繞組并聯(lián)而成的復波繞組，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電刷。然而，通常直流電機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；有時也會使電刷下發(fā)生有害的火花，給電機運行帶來不利影響。將電樞繞組內(nèi)部理論上的等電位點用導線直接連接，就可以改善電機的運行條件。專門為此而設(shè)置的連接導線稱為均壓線。
蛙繞組
由適當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有良好的運行性能，故其應用日益廣泛。電樞繞組是直流電機的核心部分。當電樞在磁場中旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組中會感應電動勢，當電樞繞組中有電流流過時，會產(chǎn)生電樞磁動勢，它與氣隙磁場相互作用，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電動勢與電流相互作用，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，吸收或放出機械功率。二者同時存在，構(gòu)成電磁能量與機械能量的相互轉(zhuǎn)換，完成直流電機的基本功能。因此，電樞繞組在直流電機中起著重要的作用。
常見故障
接地故障
轉(zhuǎn)子繞組接地是發(fā)電機運行中較易發(fā)生的故障，又是嚴重影響發(fā)電機安全運行的故障。正常運行狀態(tài)下，發(fā)電機轉(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重下降或?qū)Φ亟^緣損壞時，最常見的即是一點接地故障。此時，因未形成電流回路，對電機運行尚無直接影響。但是，一點接地故障存在后，如切合勵磁開關(guān)及發(fā)電機出口斷路器，或發(fā)生其他運行事故，轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生過電壓時，將有可能導致另外的接地點出現(xiàn)形成，嚴重威脅發(fā)電機安全運行的兩點或多點接地事故。此時，發(fā)電機將出現(xiàn)不同程度地振動加劇、機組大軸磁化、局部燒損轉(zhuǎn)子繞組絕緣及轉(zhuǎn)軸的嚴重后果。
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。將原先松動的6塊絕緣墊塊進行更換和位置調(diào)整，并使松緊程度恰當。
短路故障
發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障是其運行中的一種常見故障。嚴重時將會影響發(fā)電機的無功出力，如是不對稱的匝間短路會導致發(fā)電機組振動加劇，也可能進一步導致轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣損壞，進而發(fā)展成為接地故障，對發(fā)電機組本身的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成很大的威脅。
處理方法：
1．確定短路匝數(shù)與位置
當轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路時，必須進行有關(guān)的檢驗，確定短路匝數(shù)及位置。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，轉(zhuǎn)子繞組常存在不穩(wěn)定的匝間短路。當轉(zhuǎn)子靜止或拉出護環(huán)后，由于線匝彈起，匝間短路消失，但裝上護環(huán)或轉(zhuǎn)子運行時，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。這時可用幾十對專用壓板夾在繞組端部及拐角處，如圖3所示，對繞組逐個逐點加壓，模擬護環(huán)的熱套緊力和繞組運行中產(chǎn)生的離心力，然后通過電壓降法逐個試驗，就可找出故障點。
2．對故障點處理
匝間短路點找出之后，可用圓鋼做的L形工具將短路匝略微撬開一點，如圖4所示，將損壞的絕緣清理干凈，在線匝之間墊以刷有硅有機漆作黏合劑的云母板，然后壓平撬開的線匝即可。
3．檢查與裝復
匝間絕緣全部處理完好后，應再次檢查絕緣情況，合格后，清理、檢查端部各處無遺物，按原記號裝好端部墊塊，在繞組表面噴一層防油絕緣漆。最后裝復護環(huán)、中心環(huán)和風扇等。
參考資料 >