第10章交流旋转电机的绕组

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1、第三篇 交流旋转电机共同问题交流旋转电机(ACRotarymachines)主要包括异步电机和同步电机两大类；共同之处(对于典型的交流电机)在于定子铁心和绕组，不同之处在于转子结构和绕组。交流旋转电机的共同问题包括：三相交流绕组的结构；三相交流绕组产生的电势；三相交流绕组产生的磁势交流电机的基本工作原理交流绕组的构成绕组绕组感应电势的分析对交流绕组及其感应电势的要求分析推导过程：交流电机同步电机同步发电机同步电动机异步发电机异步电动机异步电机同步电机异步电机交流电机的分类同步电机：多用作发电机使用，在不调速情况，也用作电动机，可改

2、变电网功率因数（通过调节励磁电流）。基本结构定子：定子铁心、定子绕组（电枢绕组）。转子：转子铁心（主磁极）、转子绕组（励磁绕组）。异步电机：主要用作电动机，只有特殊场合才用作发电机。两种类型的交流电机在涉及的基本电磁理论、基本结构原理方面具有下面三个共同部分：◆交流绕组的基本结构◆交流绕组中感应的电动势◆交流绕组产生的磁动势1.同步电机的基本工作原理当转动手柄使外磁铁转动时，转子磁极就会随之转动，重物就会上升。如果重物重量不大，转子磁极转动的角速度总是等于外部磁铁的角速度。思考：实际的同步电机如何产生旋转性质磁场的？以发电机为例(

3、机械能电能)感应电动势的产生给励磁绕组通入直流电流，电机里就产生了磁场，由原动机拖动主磁极以恒速，逆时针旋转，磁场与定子上的导体之间就有了相对运动（定子导体相对主磁极顺时针旋转切割），于是，在定子绕组里便感应出交流电势。三相同步电机（磁极对数p=1)定子上嵌放有对称的三相绕组a-x、b-y、c-z对称是指各相绕组的匝数相等，空间位置彼此相距120°设磁场在气隙中按正弦分布设转子以恒定速度旋转定子绕组中所匝链的磁通按正弦规律变化，其感应电势按正弦规律变化。由于各相匝数相等，从而各相电势的大小相等，由于各相绕组空间分布彼此相距120°，

4、从而三相电势时间相位差120°——满足了三相电势对称要求。10.2交流电机的绕组一、交流绕组的基本知识基本要求和分类1）三相绕组对称；2）力求获得最大的电动势和磁动势；3）绕组的电动势和磁动势的波形力求接近正弦；4）节省用铜量；5）绕组的绝缘和机械强度可靠，散热条件好；6）工艺简单、便于制造、安装和检修。1、元件(线圈)交流绕组的基本概念1、极距两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的槽数为Z，磁极对数为p，则极距：2、线圈节距一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。3、电角度节距y(跨距)表示元件的宽度。元件

5、放在槽内，其宽度可用元件两边所跨越的槽数表示。4、槽距角相邻两个槽之间的电角度：6、相带每个极面下的导体平均分给各相，则每一相绕组在每个极面下所占的范围，用电角度表示称为相带。每一个极面下每相所占的槽数为5、每极每相槽数单层绕组一个槽中只放一个元件边双层绕组一个槽中放两个元件边。极距：定子内表面用长度表示的每极所占空间距离，可以用所跨槽数表示，也可以用所占空间电角度表示。线圈节距：一个线圈的两个线圈边沿定子内表面跨过的距离。槽间角：一个定子槽在定子内圆表面所占的空间电角度。二.交流绕组的构成原则均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要

6、相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等每极槽数用极距τ表示每极每相槽数对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120电角度。如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。把电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电势分别用矢量表示，构成一辐射星形图相距360度电角度，导体电势时间上同相位三、槽导体电势星形图10.3三相单层绕组单层——每槽中只放置一层元件边，元件数等于槽数的一半，无需层间绝缘

7、，结构和嵌线较简单单层绕组只适用于10kW以下的小型异步电动机，其极对数通常是p＝l,2,3,4单层绕组通常有链式、交叉式和同心式等三种不同排列方式单层绕组：构造方法和步骤分极分相:将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。将每个极的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。连线圈和线圈组：将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？）将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）以上连接应符合电势相加原则连相绕组：将属于同一相的p个线圈组连成一相

8、绕组，并标记首尾端。串联与并联，电势相加原则。连三相绕组：将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组△接法或者Y接法。10.3三相单层绕组单层绕组的每个槽内只放一个线圈边，电机的线圈总数等于定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心