第四章 交流电机绕组的基本理论(2010春).ppt

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1、第四章交流电机绕组的基本理论主要内容说明本章为电机学课程重点内容和难点内容之一，是学习交流电机的基础。必须理解和掌握相关的基本概念、基本原理和基本分析方法。主要内容了解交流绕组的基本构成方法；理解和掌握交流绕组电动势的计算；理解和掌握交流绕组磁动势的计算与分析。§4.1交流绕组的基本要求一、基本要求1.三相绕组对称，以保证三相电动势（或磁动势）对称；2.在导体数一定时，力求得到尽可能大的电动势和磁动势；3.电动势和磁动势波形尽可能接近正弦波形；4.用铜量少、工艺简单，便于安装检修。§4.1交流绕组的基本要求二、如何满足这些基本要求技术上主要满足：1.波形要

2、好——磁场在空间上正弦分布；2.三相对称——以适当方式将导体连接成绕组。§4.1交流绕组的基本要求二、如何满足这些基本要求§4.1交流绕组的基本要求三、交流绕组的基本概念1.槽电势星形图与相带：120°相带，分相ABC§4.1交流绕组的基本要求三、交流绕组的基本概念1.槽电势星形图与相带：60°相带，分相ABC§4.1交流绕组的基本要求三、交流绕组的基本概念2.空间电角度（或电角度）：空间电角度=p×机械角度3.槽距角α（电角度）：§4.1交流绕组的基本要求三、交流绕组的基本概念4.每极每相槽数q:整数槽绕组、分数槽绕组§4.1交流绕组的基本要求三、交流绕

3、组的基本概念5.极距τ：6.线圈节距y：整距y=τ；短距y<τ。一般不用长距。§4.1交流绕组的基本要求四、交流绕组的分类1.叠绕组与波绕组2.单层绕组与双层绕组3.短距、整距、长距绕组§4.2单层绕组的构成一、单层三相绕组（等元件）§4.2单层绕组的构成一、单层三相绕组（同心式）§4.2单层绕组的构成一、单层三相绕组（等元件）§4.2单层绕组的构成二、单层绕组特点一对极下一个线圈组，线圈组以一定方式连接起来构成一相绕组，进而构成三相绕组。无论采用什么连接形式，均能用一等元件的整距绕组等效计算电动势和磁动势。§4.3双层绕组的构成一、双层绕组（短距）§4.

4、3双层绕组的构成二、双层绕组的特点双层叠绕组在每一个极下有一线圈组，叫极相组，线圈组（极相组）以一定方式连接起来构成一相绕组，进而构成三相绕组。波绕组可以用一等效的叠绕组来计算其电动势和磁动势。§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动势一、一根导体的电动势1.电动势频率：2.电动势波形：由e=Blv可知，由气隙磁密沿气隙分布的波形决定；§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动势一、一根导体的电动势3.基波电动势大小：式中：Φ1为每个磁极基波磁通量的大小。§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动势二、线匝电动势与短距系数，短矩系数：匝电动势：§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动

5、势三、线圈组电动势与分布系数q个线圈组成的集中绕组线圈组电动势：q个线圈组成的分布绕组线圈组电动势：§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动势三、线圈组电动势与分布系数分布系数kq1与绕组系数kN1：一般地有：Eq1(q>1)=4.44fqNckN1Φ1§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动势四、一相绕组的电动势三相接线图:相量图:§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动势四、一相绕组的电动势单层绕组:双层绕组:N为相绕组串联匝数§4.4在正弦分布磁场下的绕组电动势四、一相绕组的电动势如果采用每槽导体数的概念N槽，则相绕组串联匝数计算式可以统一：N为相绕组串联匝数N=pq

6、N槽/a§4.5在非正弦分布磁场下电动势的高次谐波及其削弱方法一、感应电动势中的高次谐波1.原因：主极磁通密度的空间分布波含有高次谐波：§4.5在非正弦分布磁场下电动势的高次谐波及其削弱方法一、感应电动势中的高次谐波2.如何计算高次谐波电动势和总的相电动势:频率:§4.5在非正弦分布磁场下电动势的高次谐波及其削弱方法一、感应电动势中的高次谐波2.如何计算高次谐波电动势和总的相电动势:(2)相绕组的谐波电动势:§4.5在非正弦分布磁场下电动势的高次谐波及其削弱方法一、感应电动势中的高次谐波2.如何计算高次谐波电动势和总的相电动势:(3)总的相电动势:

7、总的线电动势§4.5在非正弦分布磁场下电动势的高次谐波及其削弱方法二、削弱谐波电动势的方法1.使气隙中的磁场分布尽可能接近正弦波；2.采用对称三相绕组，接成星形或三角形消除3次或3的奇数倍次谐波；3.采用短距绕组，短1/v极距τ，则可以消除v次谐波；4.采用分布绕组。§4.6单相绕组的磁动势为了简化分析，假定：1.槽内导体集中于槽中心处；2.电流为正弦波；3.磁路不饱和，即磁动势全部消耗在气隙上，忽略了铁芯中的磁动势。§4.6单相绕组的磁动势一、p=1，q=1双层短距绕组磁动势§4.6单相绕组的磁动势一、p=1，q=1双层短距绕组磁动势结论：1.空间分布

8、波形——矩形波；2.磁动势性质——脉动磁动势：空间位置固定、幅值大