交流电机绕组及其感应电动势

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1、福州大学电气工程与自动化学院电机学教研组电机学多媒体课件系列2007.1第二篇交流电机的共同问题第六章交流电机绕组及其感应电动势第六章交流电机绕组及其感应电动势6.1旋转电机的基本作用原理6.2交流绕组6.3绕组的感应电动势6.4谐波电动势及其削弱方法目录第一节旋转电机的基本作用原理1、旋转电机是一种以磁场为耦合场的连续旋转的机电装置。2、旋转电机结构定子转子空气隙---铁芯和绕组---铁芯和绕组*其中一方产生磁场，另一方输出电动势或电磁转矩交流电机虽然在运行原理和结构上有很多不同，但其交流绕组构成及其感应电动势和磁动势等问题存在相同之处。三相交流绕组的结构三相交流绕组产

2、生的感应电动势三相交流绕组产生的磁动势(第七章）3、旋转电机分类直流电机交流电机同步电机异步电机一、同步电机定子:铁芯和三相对称绕组ax、by、cz，转子:铁芯和励磁绕组，通直流电流产生气隙主磁场当原动机带动转子旋转,气隙主磁场随转子旋转并切割定子绕组，产生感应电动势.绕组模型同步电机定子同步电机转子二、异步电机转子:铁芯和闭合的交流绕组组成定子:由铁芯和三相交流绕组组成。常用的转子绕组由转子导条和两端的端环组成形似鼠笼的闭合绕组异步电动机异步电动机定子异步电动机转子三相异步电动机的基本作用原理:定子加三相交流电→产生气隙旋转磁场→切割转子绕组→产生感应电动势和电流→转子

3、带电导体和旋转磁场作用产生电磁转矩→驱动转于转动旋转磁场的产生三相交流对称绕组的基本要求:三相交流绕组匝数相同、空间位置互差1200电角度能产生较大的基波电动势和磁动势,尽量减少或消除高次谐波分量绕组用铜量少、绝缘性能和机械强度可靠、散热好绕组的制造、安装和检修要方便交流绕组：产生电动势、磁动势和产生电磁转矩的载体第二节交流绕组(1)电角度：：在电机理论中，把一对主磁极所占的空间距离，称为360°的空间电角度。电角度=极对数P×机械角度1、交流绕组相关术语极对数：指电机主磁极的对数，通常用p表示机械角度：一个圆周真正的空间角度为机械角度360°（2）相带：一个极下每相绕组

4、所占的范围(如下三相）60o相带——将一个磁极分成三份，每份所占电角度120o相带——将一对磁极分成三份，每份所占电角度（3）每极每相槽数q：每个极内每相所占的槽数如电机槽数为Z，极对数为p，相数为m，则：q=1的绕组称为集中绕组，q>1的绕组称为分布绕组（4）槽距角α：相邻两槽的距离用电角度表示（5）极距τ：指电机一个主磁极在电枢表面所占的长度槽数：空间长度：(6)线圈（元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈按一定规律的排列和联结。线圈可以区分为多匝线圈和单匝线圈。y=τ为整距线圈y<τ为短距线圈y>τ为长距线圈(7)线圈节距:线圈两边所跨的槽数单层绕组:一个槽中只

5、放一个元件边双层绕组:一个槽中放两个元件边(8)单层绕组和双层绕组双层绕组单层绕组(9)槽电动势星形图：把电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电动势分别用相量表示，构成一个辐射星形图，称槽电动势星形图。α（1）均匀原则：每极内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每极内所占的槽数应相等；（2）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120o电角度。（3）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。即：线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。2、交流绕组的构成原则交流绕组单层绕组双层绕组同心式绕组链式绕组交叉链式绕组等元件

6、式整距叠绕组双层叠绕组双层波绕组3、交流绕组的形式用途：由于每槽中只包含一个线圈边，所以其线圈数为槽数的一半。适合于10kW以下的小型交流异步电机。分类：链式、同心式和交叉式等型式(*按连接和端接不同分类）定义:每槽中只有一个线圈边的三相交流绕组称为三相单层绕组。一、三相单层绕组三相单层绕组的构成例：Z＝24（槽）、m＝3（相）、2p＝4（极）的单层叠绕组1.计算:分极：τ=Z/(2P)（N、S极相邻分布）标记假设的感应电动势方向（相邻极下方向相反）分相：q=Z/(2Pm)，2.画绕组展开图的步骤：(等元件整距绕组)1234567891011121314151617181

7、92021222324NSNS(4)连接线圈：在一对极内根据y=τ连线圈（共pq个）123456789101112131415161718192021222324NSNSA1X1A2X2(5)连接线圈组：在一对极内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共p个）以上连接应符合电势相加原则123456789101112131415161718192021222324NSNSA1X1A2X2(6)连相绕组:根据电动势相加原则,将同一相的线圈组按并联支路数a连成相绕组，并标记首尾端。最大并联支路数a=P。串联:a＝1并联:a＝2(7)连