电机学第4章交流电机的理论的共同问题

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1、4.1交流绕组的构成原则和分类4.2三相双层绕组4.3三相单层绕组4.4交流绕组的感应电动势4.5感应电动势中的谐波4.6通有正弦时单相绕组的磁动势4.7通有对称三相电流时三相绕组的磁动势4.8三相交流绕组所产生的气隙磁场和相应的电抗4.9交流电机的电磁转矩李艳第4章交流电机的共同问题4.1交流绕组的构成原则和分类一、构成原则(1)、合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正(2)、对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，弦形、幅值要大；电阻、电抗要平衡；(3)、绕组的铜耗要小，用铜量要省；(4)、绝缘要可靠，机械强度、散热条件要好，制造要方便。绕组：按一定规律排列和连接的线圈的总

2、称交流绕组的构成原则也可以解释为•均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等•每极槽数用极距τ表示•每极每相槽数•对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120电角度。•如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。•电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。•如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。二、分类按相数：单相和多相绕组；按槽内层数：单层和双层；按每极下每相槽数：整数槽和分数槽；按绕法：叠绕组和波绕组。等的三相交流电机，其定子绕组大多采用（1）可以选择最有利的节距，

3、并同时采用分布绕组，（3）端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械（2）所有线圈具有相同的尺寸，便于制造；主要优点：特点：绕组的线圈数等于槽数。4.2三相双层绕组双层绕组。（双层绕组和单层绕组的比较、交流绕组的模型）以改善电动势和磁动势的波形；强度。一、槽电动势星形图和相带划分体（槽号）是如何分配的。现以一台相数，极数，槽数的定子来说明槽内导体的感应电动势和属于各相的导1、概念定子每极每相槽数：式中，Q—定子槽数；p—极对数；m—相数。相邻两槽间电角度：此角亦是相邻槽中导体感应电动势的相位差。电角度磁场每转过一对磁极，电势变化一个周期，称为（一个周期）360°电角度。在电机中一对

4、磁极所对应的角度定义为360°电角度。（几何上，把一圆周所对应的角度定义为360°机械角度。）磁极对数为p圆周机械角度为360°电角度为p*360°把每对极所对应的定子槽等分为六个等分。依次称为a、c'、b、a'、c、b'相带，各相绕组放在各自的相带范围内通常三相绕组都是60°相带绕组相带——为了三相绕组对称，在每个极面下每相绕组应占有相等的范围。2、槽电动势的星形图如图4－1表示36槽内导体感应电动势的相量图，亦称为槽电动势星形图。以A相位例，由于，故A相共有12个槽相带：每极下每相所占的区域。A相带：1、2、3线圈组（）与19、20、21（）X相带：10、11、12（）与2

5、8、29、30（）将四个线圈组按照一定的规律连接，即可得到A相绕组。图4－1三相双层绕组的槽电动势星形图相带槽号极对ABCXYZ1,2,34,5,67,8,910,11,1213,14,1516,17,1819,20,2122,23,2425,26,2728,29,3031,32,3334,35,36第一对极下（1槽~18槽）第二对极下（19槽~36槽）表4-1各个相带的槽号分布1357911131517192123252729313335123101112192021282930图4-2三相双层叠绕组的A绕组的展开图-1-2-3--10-11-12--19-20-21--28

6、-29-30-图：A相绕组线圈的连接图（一条并联支路）1—2—319—20—2110—11—1228—29—30图4-3A相绕组线圈的连接图（两条并联支路）4.3三相单层绕组单层——每槽中只放置一层元件边，元件数等于槽数的一半，无需层间绝缘，结构和嵌线较简单单层绕组只适用于10kW以下的小型异步电动机，其极对数通常是p＝l,2,3,4单层绕组通常有链式、交叉式和同心式等三种不同排列方式单层绕组：构造方法和步骤•分极分相:将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。将每个极的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。•连线圈和线圈组：将一对极域

7、内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？）将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？）以上连接应符合电势相加原则•连相绕组：将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。串联与并联，电势相加原则。•连三相绕组：将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组Y接法或者接法。极对相带ac’ba’cb’第一对极1,23,45,67,89,1011,12第二对极13,1415,1617,1819,2021,2223,24例如：相数m＝3，极数2p＝4，槽数