交流电机绕组的基本理论解读课件.ppt

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1、主要内容：交流绕组构成；电势；磁势。交流电机分：同步：主要作为发电机，也可作为电动机和补偿机异步：主要作为电动机，有时也作发电机区别：两类交流电机在励磁方式和运行特性有很大差别相同点：电机定子中发生的电磁现象和机电能转换的原理基本相同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、基本要求：电气要求：绕组产生的电动势（磁动势）接近正弦波---谐波分量少。三相绕组的基波电动势对称一定导体数下，产生尽可能大的基波电动势绕阻铜耗小，用铜量少。绝缘可靠，机械强度高，散热条件要好，制造方便。例：Z=36，2p=4槽槽内放置绕组二、设计原则1、正弦分

2、布磁场在导体中产生正弦波电动势2、用槽电势星形图分布保证三相绕组的感应电动势对称3、采用60º相带可获得尽可能大的基波电动势1、正弦分布磁场在导体中产生正弦波电动势保证励磁磁动势在气隙中产生的磁场在空间按正弦规律分布，则它在交流绕组中感应的电动势就随时间按正弦规律变化某根导体对准磁极轴线f=pn/60见下页电动势的频率f=pn/60当转子为一对极时，转子旋转一周，绕组中的感应电动势正好交变一次(一周期)；设转子每分钟转数为n(r/min)，则转子每秒旋转n/60(转/秒)f=n/60当电机有p对极时，转子旋转一周时，感应电动势交变p次(即p个周期

3、)；转子每秒钟旋转n/60(转/秒)，感应电动势每秒交变pn/60次，即电动势的频率为※我国国标工业交流电动势的频率为50Hz，因此电机的极数和转速成反比关系。f=pn/60磁极切割导体角速度电角度：转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为360º。从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期，即1对极为360º电角度。2、用槽电动势星形图分相以保证三相感应电动势对称2p＝2一周360º(2π)----机械角度——空间角度一对极一周360º----电角度——空间角度机械角度＝360º电角度=p×360º=720º电角度=p×机械角度2p＝4两对N,S

4、极构成2个感应电势周期电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电动势分别用相量表示，这些相量构成一个辐射星形图，称槽电势星形图。槽距角：一个槽所占的机械角度称为槽距角，用α表示槽距电角：一个槽所占的电角度称为槽距电角，用α1表示例：Z=36，2p=4,绘制槽电势星形图。解：槽距角α=360º/Z=10º槽距电角α1=p×360º/Z=20º将星形图圆周分为三等份，每等份120º（称120º相带），将每个相带内的所有导体电动势相量正向串联起来（蓝色为A相；黑色为B相，红色为C相），得到相电动势。1(19)2(20)3(21)4(22)A相5(23)6(24

5、)7(25)8(26)9(27)B相10(28)11(29)12(30)13(31)14(32)15(33)C相16(34)17(35)18(36)相带：是指一相绕组在一个磁极下连续所占的电角度。一般地，如电机有p对极，则有p个重叠的槽电势星形。3、采用60º相带可获得较大的基波电势分相方法：将星形图圆周分为六等份，每等份60º（称60º相带）。A、B、C三相带中心线依此互差120º，X相带中心线与A相带中心线互差180º，将X相带与A相带电动势反向串联起来得A相电动势。同理得到B、C相电动势。各相电动势大于120º相带时的值。A和X相带内的全部

6、导体属于A相，B和Y相带的全部导体为B相……4.2三相单层绕组※与绕组有关的几个概念线圈（绕组元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈按一定规律的排列和联结。叠绕组线圈波绕组线圈结构上区别：线圈的两个出线是靠拢还是远离线圈的对称轴线与线圈相关的概念：有效边；端部；线圈节距：一个线圈两个有效边之间所跨的槽数，用y表示。y＝4(1－5)极距：相邻极所距距离；沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围（槽数）用槽数表示：=Z/2p用长度表示：=D/2p例：Z=36，2p=4=36/4=9例：Z=36，2p=2=36/2=18y=τ时，线圈称为整距线

7、圈；y<τ时，线圈称为短距线圈；y>τ时，线圈称为长距线圈；每极每相槽数：例：Z=36，2p=4相带的宽度恰好对应每极每相槽数q每个极下每相占有的槽数。已知总槽数Z、极对数p和相数m，则极相组——将一个磁极下属于同一相（即一个相带）的q个线圈，按照一定方式串联成一组，称为极相组（又称为线圈组）。线圈组数=线圈个数/q例：Z=24，2p=4=Z/2p单层绕组和双层绕组:单层绕组一个槽中只放一个元件边双层绕组一个槽中放两个元件边。绘制槽电动势星形图分相，构成线圈。600相带例：已知一交流电机槽数Z＝36，极数2p＝4，并联支路数a＝1，绘制三相单层

8、绕组展开图。确定并联支路数单层绕组：每相最大并联支路数等于极对数amax=p画出三相绕组展开图(a=1)头尾相连二极交流电机，其线圈节距