第10章 交流电机的绕组和电动势2013VIP免费

10-1交流电机的工作原理，对绕组的基本要求10-2三相单层集中整距绕组10-3绕组的分布和短距10-4三相双层分布短距绕组10-5感应电动势中的高次谐波第十章交流电机的绕组和电动势第十章交流电机的绕组和电动势�基本要求：1.了解交流绕组的基本概念2.理解基波绕组因数的物理意义3.掌握交流绕组基波电动势的计算1.交流电机的基本工作原理交流电机同步电机：n=n1异步电机：n≠n11）同步电机的基本工作原理�结构•定子：定子铁心和三相对称交流绕组•转子：转子铁心和励磁绕组CAXBYZ定子转子NSn110-1交流电机的工作原理，对绕组的基本要求�同步发电机的工作原理：给励磁绕组通以直流电流，电机中产生磁场；原动机拖动转子以恒速旋转，磁场与定子导体之间存在相对运动，定子绕组中产生感应电动势。eotωπ2π•频率：1(Hz)60pnf=•波形：取决于气隙磁密的波形�同步电机的转速160(/min)fnrp=n1称为同步转速。Ae三相电动势波形BeCeCAXBYZNSn1�导体感应电动势•大小：eblvδ=•方向：用右手定则确定2）异步电机的基本工作原理�结构•定子：定子铁心和三相对称交流绕组•转子：转子铁心和闭合的交流绕组鼠笼型异步电动机�三相异步电动机的基本工作原理异步电机：n≠n1NS1n×ffTn�定子三相绕组接三相对称交流电源，产生转速为n1的旋转磁场;�旋转磁场切割转子导体，产生感应电动势；�转子绕组中产生电流；�转子载流导体和旋转磁场作用产生电磁转矩，驱动转子以转速n转动。2.对交流绕组的基本要求（1）在导体数一定的条件下，能得到较大的基波电动势和基波磁动势。（2）电动势和磁动势波形应尽量接近正弦波，即谐波分量较小。（3）在三相电机中，三相绕组的电动势和磁动势要对称，电阻、电抗要彼此相等。（4）用铜量少。（5）具有足够的绝缘强度和机械强度，（6）运行中有较好的散热性能。（7）制造工艺简单，维修方便。3.交流绕组的分类•按相数：单相绕组、两相绕组、三相绕组、多相绕组•按槽内层数：单层绕组（等元件式、链式、同心式和交叉式）、双层绕组（叠绕组、波绕组）•按每极每相槽数：整数槽、分数槽单层绕组上层边下层边双层绕组下层边上层边4.交流绕组的基本概念1）线圈线圈是构成交流绕组的基本单元，它由一匝或多匝串联而成。端部端部有效边单匝线圈多匝线圈多匝线圈简图2）电角度计量电磁关系的角度称为电角度。从电磁观点看，一对磁极占有的空间电角度为360°。空间电角度=极对数p×空间机械角度3）极距τ一个磁极在定子铁心内圆表面所占的距离，通常用槽数或长度表示。()2Qpτ=槽式中，Q为定子总槽数，D为定子内圆的直径。π(m)2Dpτ=或4）线圈节距y1一个线圈的两个有效边在定子内圆所跨的距离，用所占槽数表示。•y1<τ短距绕组•y1=τ整距绕组•y1>τ长距绕组5）槽距角α相邻两槽之间相距的空间电角度。0360pQα×=1yQ=36，2p=47）每极每相槽数q每个极面下每相占有的槽数。已知电机的总槽数Q、极对数p和相数m，则2Qqpm=q>1——分布绕组q为整数——整数槽绕组q为分数——分数槽绕组6）相带每相绕组在每个极面下连续占有的空间地带。60°相带：将一个极面分成3等份，每份占有60°电角度。120°相带：将一对极面分成3等份，每份占有120°电角度。CAXBYZNSn10α1.导体的基波电动势1）电动势的波形11sinmbBδδα=取原点在转子上bδ=0处，则基波气隙磁密11Aeblvδ=1sinmBlvtδω=假设t=0时，导体A位于α=0处，则当时间为t时，导体A位于α=ωt处，1sinAmEtω=12sinAEtω=10-2三相单层集中整距绕组bδoαπ2πANSωbδ1bδ1mBδ3mBδ3bδωtαω=2）电动势的频率3）电动势的有效值11122AmmAEBlvEδ==11avBlτΦ=1260pnvτ=112.22AEf=Φ160pnf=bδoαπ2πANSωbδ1bδ1mBδ3mBδ3bδωtαω=12πmBδ=π11m01sinπavBBdδαα=∫AX1AE�1XE�1yτ=NS2.整距线圈的基波电动势1TE�整距线匝的基波电动势相量为整距线匝基波电动势的有效值为线圈有NK匝，则整距线圈基波电动势的有效值为111TAXEEE=−���12AE=�11)12TyAEEτ==（14.44f=Φ114.44KKEfN=Φ1AE�1XE�1XE�−1TE�11KE�12KE�13KE�ααor1.分布绕组每个线圈组都由q个在空间互差一个槽距角α的线圈串联组成，...