电机学－交流绕组和电动势

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1、交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念交流绕组的定义感应交流电的绕组叫交流绕组同步电机电枢绕组和异步电机定子、转子绕组结构相同，因此统称为“交流电机绕组”，简称为交流绕组。交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念对交流绕组的要求1）良好的导电性能；2）一定导体数下，获得较大的基波电动势和基波磁动势；3）在三相绕组中，对基波而言，三相电动势必须对称，即三相的幅值相等而相位互差120度电角度，并且三相的阻抗也要求相等；4）电动势和磁动势波形力求接近正弦波，为此要求电动势和磁动势中的谐波分量尽量小；5）用铜量少，绝缘性能和机械强度可靠，散热

2、条件好；6）制造工艺简单，检修方便。交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念关于交流绕组的基本概念实用的交流绕组是分布地嵌在定子槽内的许多线圈组成，一个线圈有Nc匝，每匝有两根导体,线圈的直线部分放在槽里，因它切割气隙磁场产生感应电动势，故称有效边，露在槽外的前后端连接线，称为端部，它不切割气隙磁场，仅起连接有效边的作用，如图8一l所示。图8-1线圈交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念关于交流绕组的基本概念1）电角度因磁场每转过一对磁极时，导体的基波电动势变化一个周期，在电路理论中，定义一个期为360度时间电角度或2π电弧度，所以把

3、一对极所张的空间角度称为360度空间电角度或空间电弧度，若电机有P对极，则整个定子内圆有p×360·电角度，而在几何学中把一个圆周的空间角度称为360度机械角度，所以电角度αel和机械角度αmac的关系应为交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念关于交流绕组的基本概念2）每极每相槽数q三相电机中，为了保持电气上的对称，每相绕组所占的槽数应该相等，并且均匀分布，因此，要形成2p个极的电机，应将定子总槽数Z分为2p个等分，每极下的槽数为z／2p，每极下的槽数再按m相分，(一般m=3)，所以每极每相槽数为集中绕组：q=1分布绕组：q>1整数槽绕组：q

4、＝整数分数槽绕组：q＝分数交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念关于交流绕组的基本概念3）槽间角α1相邻两槽相隔的空间电角度称为槽间角，用α1表示。当总槽数为Z，极对数为p时，槽间角为交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念关于交流绕组的基本概念4）相带每极下一相绕组所占的宽度称为相带，相带用电角度表示。由于每极每相所占的槽数为q，而槽问角为α1，对于三相绕组，一个相带所占的电角度为称为60度相带绕组。(a)(b)图8-260度相带的划分交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念关于交流绕组的基本概念一对极下有六个相带，为了获得

5、三相对称电动势，各绕组在空间相隔120度电角度，因此六个相带可依次命名为A、Z、B、X、C、Y，图8-2(a)为一对极电机的相带排列情况。图(b)为两对极电机的情况。图中A与X，B与Y，C与Z相带的导体,处于不同极性的磁极下,相隔180度电角度，故电动势方向相反。(a)(b)图8-260度相带的划分交流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念关于交流绕组的基本概念5）极距τ沿电枢表面相邻两个磁极轴线之间的距离称为极距，极距有三种表示法：1）用电枢圆周长表示，单位为米或厘米；2）用电枢槽数表示，单位为槽/极；3）用空间电角度表示；图8-3线圈的节距交

6、流电机的绕组和电动势§8-1交流绕组的基本概念图8-3线圈的节距6）节距y一个线圈两有效边之间的距离称为节距，一般用槽数表示。如图8-3所示线圈，若它的一个边放在第1槽，另一个边放在第10个槽，则节距y＝9，为了使线圈电动势最大或接近最大，线圈的节距应等于或近于极距。整距绕组：y＝τ短距绕组：y<τ长距绕组：y>τ，端接较长，较少采用。交流电机的绕组和电动势§8-2三相单层绕组单层绕组的特点单层绕组的每个槽内只有一个线圈边，因此，每一线圈需占用两个槽，整个绕组的线圈数等于总槽效的一半。由于每槽内仅放置一个线圈边，不需要层间绝缘，这就提高了槽的利用率，同

7、时也没有层闻绝缘击穿的问题，增加了电机工作的可靠性，此外单层绕组嵌线也比较方便，但由于节距受到一定的限制，不能利用它来改善电动势和磁动势波形，因此单层绕组一般用在lOkW以下的异步电动机中。§8-2三相单层绕组三相单层集中整距绕组三相绕组是由三个单相绕组组成的，为了使三相绕组感应的电动势幅值相等，相位互差120度电角度，要求三个相绕组的匝数必须相等，而且每相绕组的轴线应彼此互差120度空间电角度，例如一台p=1的电机，电枢槽数Z=6，则每极每相槽数q=Z/2pm=6/2×3＝1(集中绕组)，取节距y=Z/2p=3(整距),若连成单层绕组，其绕组排列如图

8、所示。交流电机的绕组和电动势§8-2三相单层绕组三相单层集中整距绕组(b)图8-4三相单层集中