电机学第4章交流电机的绕组、电动势和磁动势

第四章 交流电机的绕组、电动势和磁动势 学习指导 学习目标与要求 交流电机的绕组，电动势及磁动势 （1 ）三相绕组的构成原则和连接方法。 （2 ）交流绕组电动势的分析和计算方法。绕组系数的物理意义及其对改善波形的作用。 （3 ）交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法。 单相绕组脉振磁动势。 三相绕组合成磁动势的基波。 椭圆形旋转磁动势、圆形旋转磁动势和脉振磁动势三者的区别和相互关系。 谐波旋转磁动势概念。 学习重点 1 ．交流绕组的连接规律和绕组电动势的计算和高次谐波电动势的削弱和消除方法。 2 ．介绍了单相绕组产生磁动势和三相绕组产生磁动势的性质。 学习难点 1 ．交流绕组的连接规律 2 ．三相绕组产生的旋转磁动势。 现代工农业生产中采用的电机大多数是交流电机。交流旋转电机可以分为同步电机和异步电机两类。同步电机按转子结构形成分为凸极同步电机和隐极同步电机。同步电机主要用作发电机，也有用作电动机和调相机。异步电机中主要是感应电机，感应电机的转子电流是由定子电流感应产生的，故称之为感应电机。感应电机运行时，其转速不同于同步转速，故又称为异步电机，习惯上所称的异步电机即为感应电机。感应电机可分为笼型感应电机、绕线型感应电机和换向器型感应电机，笼型感应电机应用最为普遍；感应电机主要用作电动机，很少作为发电机使用，风力发电机组中有采用感应电机。 同步电机和感应电机虽然励磁方式和运行特性有很大的差别，但电机内部 发生的电磁现象 和机电能 量 转换的原理却 基本 上是相同的，存 在 共 性的问 题 ，本 篇 所要论 述 的是： 交流电机绕组的连接规律、正 弦 分布 磁场 下 绕组的电动势、非 正 弦 分布 磁场 下 的谐波电动势及其抑 制 和通 有正 弦 电流时绕组产生的磁动势。这 些 问 题 为后 文 研 究 感应电机和同步电机的运行性能 提 供 基础 。 4 .1 交流电机的工作原理 一、同步电机的工作原理 以同步发电机为例来说明同步电机的工作原理。同步电机由定子和转子两部分组成，定、转子之间有气隙，如图 4-1 所示。定子上嵌放 AX、BY、CZ 三相对称绕组。每相绕组的匝数相等，在空间上彼此相差120° 电角度。转子磁极上装有励磁绕组，通以直流励磁电流。励磁电流产生的磁通从转子N 极出来，经过气隙、定子铁心、气隙，进入转子S 极而构成闭合回路，其磁力线如图 4-1 中虚线所示。 图 4-1 三...