电机与拖动基础6章

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1、电机与拖动基础6章第6章交流电机电枢绕组的电动势与磁通势第6章交流电机电枢绕组的电动势与磁通势电枢是电机中机电能量转换的关键部分，直流电机电枢指转子部分，而交流电机的电枢是指的定子部分。对交流电机电枢绕组的要求，首先是能感应出有一定大小、正弦波形的电动势，对三相电机来说，要求三相电动势对称。安排绕组时，既能满足电动势要求，又能满足绕组产生磁通势的要求。6.1交流电机电枢绕组的电动势分析方法：分析方法：单个导体、线匝和线圈所感应的电势→单个线圈组所感应的电单个导体、线匝和线圈所感应的电势单个线圈组所感应的电势→一相绕组所感应的电势一相绕组所感

2、应的电势6.1.1导体电动势机械角度:电机整个转子表面所占的空间几何角度，用β表机械角度:电机整个转子表面所占的空间几何角度，=360°示，β=360°电角度：一对主磁极所占的空间距离用几何角度来表示，电角度：一对主磁极所占的空间距离用几何角度来表示，定为360°），称之为空间电角度称之为空间电角度。360°（2π），称之为空间电角度。用α表示若电机有p对主磁极对主磁极，360°若电机有对主磁极，对应的总的空间电角度α为p×360°，永远为360°，因此有因机械角度β永远为°α=pβ分析电机的原理时，都用空间电角度，分析电机的原理时，都用空

3、间电角度，而不用机械角度以交流同步发电机模型来进行分析:以交流同步发电机模型来进行分析直角坐标系（放置于转子表面，随转子一道旋转）直角坐标系（放置于转子表面，随转子一道旋转）原点：两个主磁极的中间磁极表面各点距坐标原点的距离，横坐标α：磁极表面各点距坐标原点的距离，用电角度衡量纵坐标b：纵坐标：气隙磁密的大小正方向：气隙磁通从磁极到定子为正，对应的磁密也为正，正方向：气隙磁通从磁极到定子为正，对应的磁密也为正，导体的感应电动势出纸面为正假设电机的气隙中只有波长等于一对主磁极极距、假设电机的气隙中只有波长等于一对主磁极极距、沿气隙圆周方向分布

4、的正弦波形的磁密波，称之为基波磁密基波磁密：圆周方向分布的正弦波形的磁密波，称之为基波磁密：bδ=BδsinαBδ：气隙磁密的最大值导体感应电势：e=bδlvl：切割磁感应线的导体长度v：导体垂直切割磁感应线的相对线速度转动电角速度：ω=2πpn/60导体沿+α的方向以角速度ω移动，规定当导体A正好位于座标原点的瞬间，作为时间的起点，即t=0，经过t秒后，导体移到α处：α=ωtα处的气隙磁密：bδ=Bδsinα=Bδsinωt导体A中感应的基波电动势瞬时值为：e=bδlv=Bδlvsinωt=Emsinωt=2EsinωtEm=Bδlv：基

5、波感应电动势的最大值E：基波感应电动势的有效值导体中感应的基波电动势随时间变化的波形，决定于气隙中磁密的空间分布波形。在空间上位移的电角度α等于所经历的时间电角度ωt。eEm0ωt基波电动势的频率：导体A每经过一对主磁极，其感应电动势便经历一个周期，由于转子上有p对主磁极，转子每转一圈，导体A中的基波电动势变化p周，电机转速为n转／分，则导体A基波电动势的频率为：pnf=60n：同步转速用频率f表示转子的电角速度：2πpnω==2πf60导体A中感应基波电动势的最大值为：Em=Bδlvπ2=(Bδ)（2τf）=πfBavlτ=πfΦl2πB

6、av=E=ωE2pτnv==2τf602πBδ：气隙磁密的平均值导体A中感应基波电动势的有效值为：12+jEm=12πfΦ=2.22fΦ感应基波电动势e=Emsinωt可用相量?E=E∠0表示，并以ω沿逆时针方向在复平面旋转6.1.2整距线匝电动势在定子上相距一个极距(180°电角度或π弧度电角度)的位置上放了两根导体A与X，连成一个整距线匝，线匝的两个引出线称为头和尾。由于两根导体A与X在空间位置上相距一个极距，当一根导体处于N极中心下时，另一根导体必定处于S极中心下，所以它们的基波感应电动势总是大小相等，方向相反，即时间相位上彼此相差1

7、80°（π弧度）时间电角度。线匝基波电动势eT用相量表示eT=eA?eX??ET=EA?EX整距线匝基波电动势（有效值）为ET=2EA=2×2.22fΦ=4.44fΦ+jωEXEAET6.1.3整距线圈电动势多个线匝组成一个线圈，匝数用Ny表示。一个线圈两边之间的距离为节距y1，用空间电角度表示，y1=π：整距线圈，y1<π：短距线圈，y1>π：长距线圈。整距线圈基波电动势EyEy=NyET=4.44fNyΦNy为线圈匝数。6.1.4短距线圈电动势短距线圈的节距：y1＝yπ（0＜y＜1）+jωEXy1EyEAkp=siny短距线圈的基波电动

8、势：oπ2??Ey=EA?EX=EA∠0?EX∠yπEy=2EAsiny为基波短距系数π22短距线圈两个圈边中感应基波电动势的相位角不是相差π弧度，所以短距线圈的基波电动势不是每