
【電】 series winding
in series; series; series connection
【計】 tadem
【化】 connection in series; install in series; series connection
【醫】 series
【醫】 winding
串聯繞組(Series Winding)是電氣工程中用于實現特定電磁特性的繞組連接方式。其核心定義為:多個線圈按順序串聯連接,使電流依次流經每個繞組單元,從而在電路中形成疊加的磁場效應。該結構常見于變壓器、電動機等設備中,例如在自耦變壓器中,串聯繞組與公共繞組共同承擔電壓調節功能(參考:IEEE标準C57.12.80-2020)。
從漢英對照角度解析:
結構特性
漢語"串聯"對應英文"series connection",指繞組單元首尾相接的拓撲結構。根據《電氣工程手冊》(高等教育出版社)描述,這種繞組總阻抗為各單元阻抗代數和,滿足公式:
$$
Z_{total} = Z_1 + Z_2 + cdots + Z_n
$$
功能定位
在直流電機中,串聯繞組英文标注為"series field winding",其繞制方向與電樞繞組電流方向一緻,産生的主磁場強度與負載電流成正比,這一特性被應用于需要高啟動轉矩的牽引電機設計(參考:麻省理工學院開放式課程6.685 Electric Machines)。
應用對比
與并聯繞組(shunt winding)相比,串聯繞組具有更強的電流敏感性。在電力變壓器領域,串聯繞組通常承擔系統電壓調整功能,其匝數比計算公式為:
$$
frac{V_1}{V_2} = frac{N_1}{N_2}
$$
其中$N_1$為串聯繞組匝數(參考:ABB變壓器技術白皮書)。
“串聯繞組”是電機或電器中線圈的一種連接方式,其核心特點是将多個線圈首尾依次相連,形成閉合回路。以下是詳細解釋:
串聯繞組指将多個線圈的異名端(首尾端)相連,使電流依次流經每個線圈的接線方式。例如,線圈A的尾端連接線圈B的首端,以此類推。
電動勢疊加
正向串聯時(異名端相連),總電動勢為各線圈電動勢之和,即:
$$E_{text{總}} = E_1 + E_2 + cdots + E_n$$
反向串聯時(同名端相連),總電動勢為差值。
電流與電壓關系
串聯後總電阻增加,電流相同,但總電壓分配至各線圈。適用于需要高啟動轉矩的電機,例如起重設備。
故障影響
若某一線圈損壞,整個電路可能斷路,導緻其他線圈無法工作。
特性 | 串聯繞組 | 并聯繞組 |
---|---|---|
總電動勢 | 各線圈電動勢疊加 | 各線圈電動勢相同 |
電流 | 相同,但電壓分配 | 分流,總電流增大 |
故障影響 | 整體易受影響 | 局部故障不影響其他部分 |
適用場景 | 高轉矩啟動、電壓調整 | 低功耗、高穩定性需求 |
串聯繞組的核心設計需保證每相每極的槽數和電流方向正确,以實現預期電磁效果。實際應用中需權衡接線複雜度與性能需求。
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