电机学第四章 交流电机绕组的基本理论课件.ppt

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1、第四章交流电机绕组的基本理论第四章交流电机绕组的基本理论4.1　交流绕组的基本要求一、交流绕组的基本要求1、绕组产生的电动势和磁动势接近正弦波；2、三相绕组的电动势和磁动势对称；3、节省材料；4、工艺简单，维修方便。二、一对磁极下三相交流绕组的形成如图所示为一两极的同步电机的模型。转子在原动机的带动下匀速旋转。定子铁芯沿园周均匀开了六个槽A、Z、B、X、C、Y。如转子磁场在空间按正弦形分布，则导体中的感应电动势随时间也按正弦规律变化，则导体电动势互差60º电角度。导体电动势的相量图如图所示。将导体A与X、B与Y、C与Z分别反向串联得到

2、三个绕组，则这三个绕组的感应电动势随时间按正弦规律变化，大小相等，时间上互差120º电角度，即三相对称。二、两对磁极下三相交流绕组的形成三、有关交流绕组的专用名词2、电角度电角度＝3、槽距角相邻两槽之间的电角度4、每极每相槽数q每一相在每一个磁极下所占的槽数1、极距5、节距每个线圈的两条边所跨的距离，一般用槽数表示。6、槽电动势星形图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。每槽中只放一条线圈边的绕组为单层绕组。例　已知一交流电机定子槽数Z＝24，极数2p=4，

3、并联支路数a=1，试绘制三相单层绕组展开图。解：1、计算绕组参数4.2　三相单层绕组2、分相相　带AZBXCY第一对极1、23、45、67、89、1011、12第二对极13、1415、1617、1819、2021、2223、243、画绕组展开图（1）整距叠式NNSSZAXBYCA、B、C三相绕组可以联成Y接，也可以联成△接。(2)链式绕组AXBYCZNSNSY=5槽NSNS(3)同心式绕组AX单层绕组每槽中只有一个线圈边，因此，每对磁极下每一相有一个线圈组，p对磁极　每相有p个线圈组，这些线圈组的电动势大小相等，相位相同，可以串联，也

4、可以并联，故单层交流绕组的最大并联数为p。将每相在同一个磁极下的q个线圈相串联，即为一个线圈组。每槽中放两条线圈边的绕组为双层绕组。例：已知一交流电机定子槽数Z＝24，极数2p=4，并联支路数a=2，试绘制三相双层绕组展开图。解：1、计算绕组参数4.3　三相双层交流绕组2、分相3、画绕组展开图（1）双层整距绕组相　带AZBXCY第一对极1、23、45、67、89、1011、12第二对极13、1415、1617、1819、2021、2223、24NNSSa=2AXBYCZNNSSa=1a=2AXBYCZ（1）双层短距绕组双层交流绕组每一

5、个磁极下每相都有一个线圈组，这些线圈组的感应电动势大小相等，要么同相位，要么反相位，可以串联也可以并联，因此双层叠绕组的最大并联数为2p。交流绕组的联接规律：同极性下同绕向，异极性下反绕向。4.4　在正弦分布磁场下的绕组电动势一、导体电动势当磁场为正弦分布时，导体中的感应电动势随时间也按正弦规律变化，感应电动势的大小为：感应电动势的有效值为：对于正弦分布磁场，每极磁通为：用磁通表示的磁感应强度的最大幅值为：导体相对于磁场的速度为：感应电动势的频率为：导体感应电动势的有效值：为磁场相对于导体的转速二、匝电动势、短距系数1、整距绕组整距绕

6、组的两条线圈边在空间相差180º电角度，则感应电动势在时间上也相差180º电角度。线圈的匝电动势为：2、短距线圈若线圈的节距小于极距，则两条线圈边感应电动势在时间上的相位差也小于180º电角度。由相量图可知：为短距角。为短距系数。短距系数的物理意义：短距线圈与整距线圈相比较，感应电动势所打的折扣。短距系数对双层绕组有效，对于单层交流绕组，无论其形式如何，其短距系数一律等于1，也即单层绕组只有形式上的短距，而无实质上的短距。如果一个线圈有Nc匝，则线圈的感应电动势为：3、线圈组的感应电动势每个线圈组由q个线圈串联而成，故线圈组的感应电动

7、势等于这q个线圈的感应电动势的相量和。可证明，这q个相量进行相量相加时，构成了一个正多边形的一部分。如图所示。做出该正多边形的外接园，该外接园的半径为：线圈组的合成电动势为：为感应电动势的分布系数。分布系数为分布绕组相对于集中而言，线圈组的电动势所打的折扣。4、相电动势（1）单层绕组单层每相有p个线圈组，这p个线圈组的电动势大小相等，相位相同，如每相的并联支路数为a，则每条支路上共有p/a个线圈组，相电动势为：（2）双层交流绕组双层每相有2p个线圈组，这2p个线圈组的电动势大小相等，相位或相同，或相反，如每相的并联支路数为a，则每条支

8、路上共有2p/a个线圈组，相电动势为：因此，双层和单层交流绕组的感应电动势可统一表示为：感应电动势与磁通的相位关系：当线圈所匝链的磁通最大时，感应电动势为0，而磁通为0°时，线圈的感应电动势最大，因此感应电动势滞后于磁通