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1、电机与拖动基础15杭州电子科技大学自动化学院电气工程系电机与拖动基础第十五讲王家军手机:13185096212Email:wangjiajun@hdu.edu.cn2009年4月9日6.2.2三相双层绕组双层绕组是指定子上每个槽里能放两个圈边,每个圈边为一层.双层绕组的优点是线圈能够任意短距,对改善电机电动势和磁通势波形有好处.假设定子上总槽数为Z=36,极对数为p=2,节距y1=7个槽,并联支路数a=1,连接成双层短距分布绕组.1)先计算槽距角2×3600p×3600α===20036Z第1页2)基波电动势星形相量
2、图Y353618341716191202213422523624A3315Cn32143113301211291028982627Z725X第2页B3)按600相带法分相4)画绕组连接图ππNSZ36==3q=2mp2×3×2πNπS123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536头尾头尾头尾头尾A第3页X5)确定绕组并联的支路数并联的支路数最少为a=1,最多为a=2p.6)计算相电动势短距线圈基波电动势Ey=4.44fNykpΦ极相组基波
3、电动势Eq=4.44fqNykdkpΦ相绕组基波电动势EΦ=4.44fNkdpΦ第4页2pqN=Nya基波绕组系数6.2.3绕组的谐波电动势谐波电动势存在的事实实际的电机气隙里磁密的分布不完全都是基波,尚有谐波,如三次,五次,七次等奇数次谐波.所谓三次,五次,七次谐波磁密,即在一对磁极极距中有三,五,七个波长的正弦形磁密波.这些谐波也要在各槽里的导体中感应出各次谐波电动势.降低谐波电动势的办法绕组采用了短距,分布以及三相连接时,可以使各次谐波电动势大大被消弱,甚至使某次谐波电动势为零.第5页6.3交流电机电枢单相绕组
4、产生的磁通势在电机里,不管什么样的绕组,当流过电流时,都要产生磁通势.交流电机电枢绕组产生的磁通势与直流电机相比,要复杂一些.分析磁通势的大小及波形等问题,应从两大方面来考虑:1)首先是绕组在定子空间所在的位置;2)其次再考虑该绕组流过的电流,在时间上又是如何变化的.第6页6.3.1整距线圈的磁通势1,整距线圈的磁通势展开方向fyπ2fyAX0Aπ2X1iNy2πα3π2A0α第7页磁通势从定子到转子的方向作为正方向.磁通势的大小是由电流的大小决定的,当电流按正弦规律变化时,磁通势的大小也随之按正弦规律变化,称为脉振
5、波.磁通势交变的频率与电流的频率一样.磁通势的极对数与电机的极对数相等.第8页X2A2fyA10fyX1α2π1iNy23πX2π20X1παA1A2A1第9页磁通势的极数为两对与电机的极数对数相等.矩形分布的脉冲磁通势表达式为11ππfy=iNy=2INycosωt(<α<)2222113ππfy=iNy=2INycosωt(<α<)2222第10页2,磁通势展开空间矩形波可用傅氏级数展成无穷多个正弦波.因此,空间矩形分布的脉振磁通势,可以展开成无穷多个空间正弦分布的磁通势,每个正弦分布的磁通势同时都随时间正弦变化
6、.对于磁通势进行傅氏变换fy(α,ωt)=C1cosα+C3cos3α+C5cos5α+L=∞v∑Cvcosvαv=1,3,5,L为谐波系数第11页π411Cv=iNysinvv2π2i=2Icosωtv=1,3,5,Lfy(α,ωt)=fy1+fy3+fy5+L基波磁通势fy1为fy12=INycosωtcosαπ2=Fy1cosωtcosα4第12页三次谐波磁通势fy3为fy321=INycosωtcos3απ23=Fy3cosωtcos3α4五次谐波磁通势fy5为fy521=INycosωtcos5απ25=F
7、y5cosωtcos5α4相应的可以求得其他高次谐波.第13页基波及其谐波磁通势的特点1)基波及其谐波磁通势的最大值Fy3基波1=Fy13fyFy51=Fy154Fyv1=Fy1vπ2INy2π20π22INy2π3π2α第五次谐波第三次谐波第14页2)基波及其谐波磁通势的极对数基波磁通势的极对数与电机的极对数一样多,三次谐波的极对数是基波的三倍,五次谐波磁通势的极对数是基波的五倍,等等.3)基波及其谐波磁通势幅值随时间变化的关系当电流随时间按余弦规律变化时,不论是基波磁通势或谐波磁通势,它们的幅值都是随时间按电流的
8、变化规律cosωt而变化,即在时间上都为脉振波.第15页ωt=00ωt=300+jfy+j300fy&I0αfy&I&I+j0α+j600fyα0ωt=600900&I&I0ωt=900α第16页ωt=1200+jfy+jωt=1500fyα1200α15000+j0&I&Ify0α1800&Iωt=1800第17页3,基波脉振磁通势整距线圈产
