6交流电机电枢绕组的电动势和磁通势

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1、第六章交流电机电枢绕组的电动势与磁通势交流电机包括：同步电机和异步动机（感应电机）。电枢是电机中机电能量转换的关键部分，直流电机电枢指转子部分，而交流电机的电枢是指定子部分。1第6章交流电机电枢绕组的电动势和磁通势6.1交流电机电枢绕组的电动势6.2交流电机电枢绕组6.3交流电机电枢单相绕组产生的磁通势6.4三相电枢绕组产生的磁通势6.5两相电枢绕组产生的磁通势26.1交流电机电枢绕组的电动势交流电机电枢绕组感应电动势问题的分析，对于同步电机或异步电机都是适用的。为了分析的方便，我们用一台同步发电机为例

2、来分析电枢绕组的电动势。简单的同步发电机模型6.1.1导体电动势空间电角度：把一对主磁极所占的空间角度定为2π，用α表示。机械角度：把转子表面所占的空间几何角度定为2π，用β表示。α=pβ，其中p为电机的极对数。3假设电机的气隙中只有波长等于一对主磁极极距、沿气隙圆周方向分布为正弦形的磁密波（基波磁密）根据电磁感应定律转子的电角速度假设导体由坐标原点开始相应点的气隙磁密为4导体中感应的基波电动势瞬时值为导体每经过一对主磁极，其中感应电动势便经历一个周期，当转子有p对主磁极时，转子每转一圈，导体中的电动势

3、变化了p次。因此转子转速和基波电动势的频率的关系为频率和电角速度的关系为5导体中感应基波电动势的最大值为导体中基波电动势有效值为67相量表示为整距线匝基波电动势有效值为86.1.3整距线圈电动势把N个线匝串联起来构成线圈。一个线圈两边的距离y1叫节距。当y1=π的线圈为整距线圈，当y1<π的线圈为短距线圈，当y1>π的线圈为长距线圈。在电机中，一般不用长距线圈。整距线圈基波电动势有效值为910短距线圈基波电动势相量表示为短距线圈基波电动势有效值表示为基波短距系数11例题6-2如果把相距150°空间电角度

4、的A，X两根导体组成线匝，每根导体的电动势为10V，求线匝的基波电动势。解1213如果把分布的q个整距线圈都集中放到一起，每个线圈的基波电动势大小相等，相位相同，则线圈组总基波电动势为qEy。但是线圈分布开来后，线圈的基波电动势却为Eq基波分布系数ABCD14分布后线圈组的基波电动势为分布后短距线圈组的基波电动势为15例题6-3一台电机的定子槽里放了4个分布着的整距线圈，相邻线圈的槽距角α=15°空间电角度，每个线圈基波感应电动势为30V。现将这些空间分布着的整距线圈按头尾相连构成线圈组，求该线圈组的基

5、波感应电动势。解返回16三相单层集中整距绕组：每一相只有一个整距线圈，定子上每个槽里只有一个线圈边。这种绕组除了感应电动势的波形不理想外，电枢表面的空间也没有充分利用，不如采用分布绕组好目录172、三相单层分布绕组通过一个例子来说明三相单层分布绕组。假设定子上总槽数为Z=24,极对数为p=2，转子逆时针方向旋转，转速为n。1）先计算定子相邻两个槽之间的槽距角182）基波电动势星形相量图2412193）按600相带法分相每极每相槽数AXBYCZ20215）确定绕组并联的路数单层绕组最多可以并联的支路有p个

6、。当电机每相的总线圈数一定时，如用一路串联，则每相基波电动势要比并联时大，而电流比并联时的总电流小6）计算相电动势整距线圈的基波电动势一相绕组串联的总匝数226.2.2三相双层绕组双层绕组是指定子上每个槽里能放两个圈边，每个圈边为一层。一个线圈有两个圈边，电机线圈的总数等于定子的槽总数。双层绕组的优点是线圈能够任意短距，对改善电动势波形有好处假设定子上总槽数为Z=36,极对数为p=2，节距y1=7个槽，并联支路数a=1,连接成双层短距分布绕组1）先计算定子相邻两个槽之间的槽距角232）基波电动势星形相量

7、图3）按600相带法分相24255）确定绕组并联的支路数并联的支路数最少为a=1,最多为a=2p6）计算相电动势短距线圈基波电动势极相组基波电动势相绕组基波电动势266.2.3绕组的谐波电动势实际的电机气隙里磁密的分布不完全都是基波，尚有谐波，如三次、五次、七次等奇数次谐波。所谓三次、五次、七次谐波磁密，即在一对磁极极距中有三、五、七个波长的正弦形磁密波。这些谐波也要在各槽里的导体中感应出各次谐波电动势。当绕组采用了短距、分布以及三相连接时，可以使各次谐波电动势大大被消弱，甚至使某次谐波电动势为零。当然

8、，短距、分布也能降低基波电动势，只要设计合理，让基波电动势消弱的少，而大大消弱谐波电动势就可以了。27三相星接和角接，在三相线电动势中不会有三次谐波及三的倍数次谐波电动势出现。这是由于三相三次谐波以及三的倍数次谐波电动势在时间相位上同相所造成的。28例题6-4一台三相异步电动机，定子采用双层短距分布绕组。已知Z=36，p=3，y1=5槽，线圈的匝数Ny=20，并联支路数a=1，频率f=50Hz，每极磁通量Φ=0.00398Wb，求：1）导体