CH7 交流绕组及其电动势和磁动势.ppt

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1、异步电机异步电机主要作电动机用，结构简单，运行可靠，维护方便，效率较高。三相异步电动机主要用于工农业生产中，单相异步电动机则多用于家用电器及自动装置中。但是，异步电动机调速性能较差，功率因数低，所以还不能完全取代同步电动机和直流电动机。本篇首先讨论交流电机共同部分——交流绕组及其电动势和磁动势，在此基础上讨论异步电动机的结构、工作原理、基本运行方式及特性，并对异步电动机的异常运行状态及它的起动、调速、制动方式作了简单介绍，最后简单介绍单相异步电动机、异步发电机和特殊异步电机。1第七章交流绕组及其电动势和磁动势第一节交流电机

2、的基本工作原理第二节交流绕组的构成原则和分类第三节几个基本概念第四节三相单层绕组第五节三相双层绕组*第六节分数槽绕组第七节正弦磁场下交流绕组的感应电动势第八节非正弦磁场下交流绕组的谐波电动势及减小谐波电动势的方法第九节交流绕组的磁动势2概述交流电机分为同步电机和异步电机。按照转子结构形式的不同，同步电机又分为凸极式和隐极式两类；异步电机又分为鼠笼式和绕线式两类。同步电机和异步电机的转速、励磁方式及转子结构都不同，但是它们的定子结构、形状、在电机中发生的电能过程、机电能量转换的原理和条件相同。31.交流电机的基本工作原理第一

3、节交流电机的基本工作原理简单同步电机模型：在一个可自由旋转的圆筒内嵌装上磁铁，将另一个磁铁装在转轴上，并架在圆筒中间，转动圆筒，由于磁铁互相吸引，装在轴上的磁铁随着转动，转动速度与圆筒相同。4最简单的异步电机模型：把装在轴上的磁铁换成一个闭合线圈，当转动圆筒时，线圈切割磁力线，感生感应电动势。由于线圈闭合，线圈中有电流流过，载流导体在磁场中要受到力的作用，使线圈转动起来，其转速低于圆筒的转速。线圈转速永远不等于圆筒转速，否则线圈不切割磁力线，不会产生感应电动势，也就没有电流和转矩，线圈无法转动，所以称之为异步电机。1.交流

4、电机的基本工作原理5实际电机中，在固定铁心上装三相对称绕组，代替旋转圆筒；在三相对称绕组中通三相对称交流电产生旋转磁场代替圆筒上转动的磁铁，这就是异步电机的基本组成结构。铁心和绕组称为定子，旋转部分称为转子，定子和转子间有气隙。对于同步电机，用直流线圈产生恒定磁场取代转轴上的磁铁，原动机拖动转子旋转时，定子绕组产生感应电势。对于异步电机，转子采用多个线圈。1.交流电机的基本工作原理6旋转磁场是交流电机工作的基础。交流电机中有两种旋转磁场，一种是磁场本身恒定，由原动机拖动磁极旋转，在电机气隙空间产生的旋转磁场，称为机械旋转磁

5、场。如同步电机转子在原动机拖动下产生的磁场，同步电机转子上有直流绕组，通入直流电后产生恒定磁场，在原动机拖动下转子旋转，产生旋转磁场。另一种是由于在电机定子上的三相对称交流绕组中通入三相对称交流电流，它在电机气隙空间产生的磁场也为旋转磁场，称为电气旋转磁场。这种磁场不是由于原动机拖动旋转而产生的。2、交流电机中的旋转磁场7交流电机中，两种旋转磁场产生的机理不相同，但它们在交流绕组中形成的电磁感应效果一样。正是由于它们的存在，才使固定的交流绕组切割磁力线，产生电磁感应作用，实现机电能量转换。所以，交流电机电气旋转磁场的性质对

6、电机的运行产生重要影响，而电气旋转磁场的性质又与定子绕组的构成密不可分。2、交流电机中的旋转磁场8第二节交流绕组的构成原则和分类交流电机的三相定子绕组是电机实现机电能量转换的主要部件，通过它电机产生一个极数、大小、波形均满足要求的磁场，同时在定子绕组中感应出频率、大小和波形及其对称性均满足要求的电动势。绕组的型式有各种各样，但其构成原则基本相同，主要从运行和设计制造两个方面考虑。9(1)合成电动势和磁动势的波形接近正弦波，即要求电动势和磁动势中的谐波分量尽可能小；(2)在一定的导体数下，能得到较大的基波电动势和磁动势；(3

7、)三相绕组中，电动势和磁动势的基波对称，即三相大小相等，相位互差120°，且三相阻抗相等；(4)绕组铜耗小，用铜量少；(5)绝缘可靠，机械强度高，散热条件好，制造工艺简单，维护检修方便。交流绕组的构成原则10常用分类方法有按照其相数、绕组层数、每极下每相槽数和绕法进行分类，分别可分为：（1）单相、两相、三相和多相绕组；（2）单层绕组和双层绕组，单层绕组又分为等元件式、交叉式和同心式绕组，双层绕组又分为迭绕组和波绕组；（3）整数槽绕组和分数槽绕组。单层绕组一般用于小型异步电动机定子，双层迭绕组一般用于汽轮发电机及大中型异步电

8、动机定子，双层波绕组一般用于水轮发电机的定子及绕线式异步电动机转子中。交流绕组的分类11第三节几个基本概念交流电机定子主要由铁心和绕组组成，定子铁心内表面开槽，绕组元件放在定子铁心槽内，如图所示，图中（a）和（b）为定子铁心，其内表面开有很多槽，（c）为嵌有绕组的定子铁心。12极对数指电机主磁极的对数，