交流绕组的电动势和磁动势.ppt

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1、第6章　交流绕组的电动势及磁动势6.1交流绕组的基本概念6.2单相交流绕组产生的磁动势6.3三相交流绕组的合成磁动势6.4三相交流绕组的电动势小结6.1交流绕组的基本概念电枢绕组是电机中机电能量转换的重要组成部分。直流电机的电枢绕组指转子绕组，交流电机的电枢绕组指定子绕组。6.1.1交流绕组的基本知识和基本量三相交流电机要求三相绕组能感应出一定值的三相对称正弦波电势。线圈是组成交流绕组的重要单元。图6-1线圈示意图1.线圈及节距y交流绕组的线圈（直流电机中称为元件）可由一匝或多匝串联而成，它有两个引出线，一个叫首端（头），另一个叫末端（尾），如图所示。线圈的直线部分嵌于铁芯的槽

2、内，电机运行过程中，线圈的直线部分切割气隙磁场而感应电动势，故称为有效边。线圈的两个有效边始终处于不同的磁极下面，即两个有效边必须跨过一定的距离，称为节距y。通常应使线圈的节距y与电机的极距尽可能相等，即y≈τ。　　如果电机有Q个槽，2p个磁极，则极距τ为（6-1）在交流绕组中，y=τ的绕组称为整距绕组，y<τ的绕组称为短距绕组，y>τ的绕组称为长距绕组。常用的是整距绕组和短距绕组。图6-2一对磁极的空间分布2.电角度与机械角度电机内圆周在几何上分成360°或2π弧度，这个角度称为机械角度。而一对磁极占有的空间是360°电角度。若电机圆周有p对磁极，则电机圆周按电角度计算

3、就为p×360°，而机械角度总是360°，因此，　电角度=p×机械角度（6-2）3.槽距角α相邻槽之间的电角度称为槽距角α。由于定子槽在定子内圆上是均匀分布的，因而，若Q为定子槽数，p为极对数，则槽距角为（6-3）4.相带为了使三相绕组对称，通常要使每个极面下每相绕组所占的范围相等，这个范围称为相带。一个极面相当于180°电角度，分配到m相后，每相的相带为180°/m。三相电机的m=3，每极面下每相绕组应占有60°电角度，按60°相带排列的绕组称为60°相带绕组。60°相带绕组是把每个极面下的槽分为三个等份，并认为位于第一个60°范围内的槽属于A相，位于第二个60°范围内

4、的槽属于C相，位于第三个60°范围内的槽属于B相，依此类推。CAB对60°相带绕组来讲，一对磁极的相带的顺序是AZBXCY（AX、BY、CZ分别为A、B、C三相绕组线圈的头、尾所对应的线圈边），图6-3三相绕组的相带6.1.2交流绕组的排列和连接——单层绕组所谓对称三相绕组，是由在空间互差120°电角度的三个独立绕组所组成的。　　下面以槽数Q=24的电机定子结构连接成一个2p=4的单层绕组为例，说明交流绕组的排列和连接。1.绕组基本数据的确定（1）极距。交流绕组看不到具体的磁极，磁极的效应（即要求的4极）要在绕组中通电流以后才能显示出来。因而，必须按照对磁动势极数的要求排列三

5、相绕组，并根据给定的定子槽数Q和极对数p来确定极距，即用定子槽数表示的极距为式中，D为定子内径，πD为定子内圆周长。　　（2）每极每相槽数。　　（3）槽距角。如果采用整距绕组，则有y=τ=6。如极数为2p的电机，用定子内圆弧长表示的极距为2.相绕组的展开图和直流电机类似，交流绕组也可以用展开图的形式表示线圈和绕组的连接。下面根据交流绕组的基本数据画出三相单层绕组的展开图，如图6-4所示。　　相绕组展开图的具体作图步骤如下：　　（1）在展开图上确定极距和极数。将全部24槽分为4极，每极6槽。　　（2）划分相带顺序。按q=2将全部24槽分为12个相带，按相带顺序

6、AZBXCY标出12个相带，依次为A1、Z2、B1、X1、C1、Y1、A2、Z1、B2、X2、C2、Y2，确定出属于A相绕组的相带有A1、X1、A2、X2，分别属于四个不同的极。图6-4单层相绕组的构成123456789101112131415161718192021222324由上两图可知：槽1和槽7中放一个元件，槽2和槽8中放一个元件，两者串联成一个元件组；槽13和槽19中放一个元件，槽14和槽20中放一个元件，两者串联成一个元件组；两个元件组的电动势相量完全重合，所以可把两个元件组串联（并联）成一相绕组。槽电动势星形图故，可以得出各相绕组的连接法（3）确定线圈边中的电流方

7、向。由于每极每相槽数q=2，因此每个极距内每相必须放置两个线圈边，相邻极距下的线圈边中电流必须相反（这是因为，只有相邻极距下线圈边中的电流方向相反时，所建立的磁场才具有四个极性）。由此可以得到A相8个线圈边的电流方向。　　（4）组成线圈和线圈组。根据y=τ=6，将线圈边1～7、2～8、13～19、14～20组成四个线圈。线圈组成后，按相邻极距下线圈边中的电流方向相反的原则连接成线圈组，得到两个线圈组。由于单层绕组每对极下的线圈只能连接成一个线圈组，因此，单层绕组的线圈组数等于极对数。（5）