交流电机理论的共同问题

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1、电机学ElectricMachinery西南科技大学信息工程学院冯月晖Email:fengyuehui@swust.edu.cn第4章交流电机理论的共同问题交流电机理论的共同问题本章主要内容1.交流绕组的连接规律2.正弦磁场下交流绕组的感应电动势3.通有正弦电流时单相绕组的磁动势4.通有对称三相电流时的磁动势4.1交流绕组的构成原则和分类一、构成原则(1)、合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正(2)、对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，弦形、幅值要大；电阻、电抗要平衡；4.1交流绕组的构成原则和分类二、分类按相数：单相和多相绕组

2、；按槽内层数：单层和双层；按每极下每相槽数：整数槽和分数槽；按绕法：叠绕组和波绕组。(4)、绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好，(3)、绕组的铜耗要小，用铜量要省；制造要方便。4.2交流电机电枢绕组一、交流绕组的基本要求1.交流电机的简单工作原理交流电机原理结构示意图导体感应电动势大小波形频率三相对称性导体交流绕组4.2交流电机电枢绕组2.导体感应电动势大小波形频率三相对称性4.2交流电机电枢绕组3.交流绕组的基本要求绕组产生的电动势(磁动势)接近正弦波。三相绕组的基波电动势(磁动势)必须对称。在导体数一定时能获得较大的基波电动势(磁

3、动势)。二、槽电动势星形图和相带划分体（槽号）是如何分配的。现以一台相数，极数，槽数的定子来说明槽内导体的感应电动势和属于各相的导4.2交流电机电枢绕组4.2交流电机电枢绕组Z为电机槽数槽距电角α1：相邻两槽中导体感应电动势的相位差。槽距角α：相邻两槽之间的机械角度。1、概念4.2交流电机电枢绕组例图中：Z=364.2交流电机电枢绕组电角度:磁密在空间为正弦分布，一对磁极便对应于一个完整正弦波，相当于360°。如果磁极极对数是p，整个圆周有p个完整正弦波，相当于p×360°。从几何的观点来看，整个圆周只有360°。圆周的空间几何角度称

4、为机械角度，而圆周上对应于磁场分布的角度称为电工角度，简称为电角度。电角度＝p×机械角度4.2交流电机电枢绕组相带:120°相带60°相带120°相带60°相带每个相带各占600电角度。每个相带各占1200电角度。定子每极每相槽数：式中，Q—定子槽数；p—极对数；m—相数。相邻两槽间电角度：此角亦是相邻槽中导体感应电动势的相位差。4.2交流电机电枢绕组4.2交流电机电枢绕组2.槽电动势星形图各槽导体感应电动势大小相等，相邻槽导体电动势相位差相同。将各槽导体电动势相量画在一起，组成一个星形，称为槽电动势星形图。如图4－1表示36槽内导体

5、感应电动势的相量图，亦称为槽电动势星形图。以A相位例，由于，故A相共有12个槽相带：每极下每相所占的区域。A相带：1、2、3线圈组（）与19、20、21（）X相带：10、11、12（）与28、29、30（）将四个线圈组按照一定的规律连接，即可得到A相绕组。4.2交流电机电枢绕组图4－1三相双层绕组的槽电动势星形图同理，B相距离A相电角度处，C相距离A相电角度处，可按(图4－1)所划分的相带连成B、C相带绕组：每个相带各占电角度。各个相带的槽号分布。（表4-1）两相绕组。由此可得到一个三相对称绕组。4.2交流电机电枢绕组相带槽号极对AB

6、CXYZ1,2,34,5,67,8,910,11,1213,14,1516,17,1819,20,2122,23,2425,26,2728,29,3031,32,3334,35,36第一对极下（1槽~18槽）第二对极下（19槽~36槽）表4-1各个相带的槽号分布三、叠绕组叠绕组：绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中，串联时应将极相组和极相组反向串联，即首－首相为避免电动势或电流所形成的磁场互相抵消，极相组的电动势、电流方向与极相组的电动势（图4-3）后一个线圈紧“叠”在前一个线圈上。（图4-2）电流方向相反。连把尾端引出，或尾－尾相连把首

7、端引出。4.2交流电机电枢绕组1357911131517192123252729313335123101112192021282930图4-2三相双层叠绕组的A绕组的展开图-1-2-3--10-11-12--19-20-21--28-29-30-图：A相绕组线圈的连接图（一条并联支路）1—2—319—20—2110—11—1228—29—30图4-3A相绕组线圈的连接图（两条并联支路）4.2交流电机电枢绕组四、三相单层绕组例：一台交流电机定子槽数Z=36，极数2p=4，并联支路数a=1，试绘制三相单层绕组展开图。步骤：①画槽电动势星形

8、图；②分相；③构成线圈；④构成线圈组；⑤画绕组展开图。4.2交流电机电枢绕组4.2交流电机电枢绕组线圈：在电机制造过程中，构成交流绕组的基本单元一般不是导体而是线圈。线圈是串联好的两根导体或多根导体，相应地称为单匝线圈或