第七章_交流电机的共同理论

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1、第七章交流电机的共同理论7-1交流绕组的基本概念7-2三相单层绕组7-3三相双层绕组7-4绕组的感应电动势7-5单相绕组的磁势7-6三相绕组的磁势第七章交流电机的共同理论7-1交流绕组的基本概念7-2三相单层绕组7-3三相双层绕组7-4绕组的感应电动势7-5单相绕组的磁势7-6三相绕组的磁势2021/7/241山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作本章基本要求1.掌握交流绕组的概念和绕组展开图的画法，特别是单层绕组。2.掌握交流电势的计算、绕组系数的计算。3.掌握单相绕组和三相绕组磁势的特点。4.了解单相和三相绕组磁势的计算。2021/7/242山东理工大学

2、电工电子教研室weipeiyu制作概述交流电机主要分异步电机和同步电机两大类。差别：同步电机的转速与所接电源频率之间存在着严格不变的关系；而异步电机的转速虽然与电源频率有关，但总不等于同步转速，故称为异步电机。用途：同步电机主要用作发电机，异步电动机主要用作电动机，有时也用作发电机但性能较差。同步电机和异步电机虽然励磁方式和运行特性有很大区别，但电机内部发生的电磁现象和机电能量转换的原理却基本上是相同的。在本篇中首先讨论交流电机的共同理论，然后讨论异步电机。2021/7/243山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作7-1交流绕组的基本概念一、三相交流绕组的基

3、本要求交流绕组虽然也可以做成闭合式的，但几乎全部采用开启式绕组。即各相绕组都有自己的始端和终端，并通过外接线接成星形或三角形。与直流电机一样，交流电机绕组的功用也是感应电势，流过电流和产生电磁转矩，以达到进行机电能量转换的目的。所以它是电机的重要部件。直流电机的电枢绕组必须是闭合绕组，即从电枢绕组中任意点出发顺着绕向前进，最后仍回到原来的出发点；2021/7/244山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作交流绕组的基本概念异步电动机的磁场是旋转磁场，它是通过定子绕组中通以交流电流来建立的。因此定子绕组必须保证它通入三相交流电流以后，其旋转磁场具有一定的极数、大

4、小、在空间的分布波形以及由该旋转磁场在绕组中感应的电势也是对称的。1.每相绕组的阻抗要求相等，即每相绕组的匝数、形状都是相同的。2.在一定数目的导体下，能获得较大的电势和磁势。3.电动势和磁动势的波形力求接近正弦波，为此要求电动势和磁动势中的谐波分量应尽可能小。4.对基波而言，三相电动势和磁动势必须对称。5.用铜少，绝缘性能可靠，制造、维修方便。2021/7/245山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作交流绕组的基本概念二、交流绕组的分类交流电机的绕组按相数、槽内层数、每极每相槽数可分类：1.按相数分为单相、两相、三相和多相绕组。2.按槽内层数分为单层和双层

5、绕组；双层绕组又分为迭绕组和波绕组，单层绕组又分为等元件、交叉式、和同心式、链式绕组等。单层绕组与双层绕组相比，电气性能稍差，但槽利用率高，制造工时少，因此小容量(PN≤10kW)的电动机中，一般都采用单层绕组。3.按每极每相槽数是整数还是分数，分为整数槽和分数槽绕组。2021/7/246山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作交流绕组的基本概念三、关于交流绕组的一些基本量除了极距τ，线圈节距y1等的意义和直流电枢绕组是一样外，在交流绕组中，还需要知道：从电磁观点来看，若电动机的极对数为p，则经过一对磁极，磁场变化一周，相当于360º电角度。因此，电动机圆周按

6、角度计算p×360º，即1.电角度电角度=p×机械角度=p×360º2.槽距角电动机圆周在几何上分成360º，这称为机械角度。相邻两个槽之间的电角度称为槽距角。2021/7/247山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作交流绕组的基本概念因为定子槽在定子内圆上是均匀分布的，所以若定子槽数为Z，电机极对数为p，则每一个极下每相所占有的槽数称为每极每相槽数q，若绕组相数为m，则3.每极每相槽数q若q为整数，称为整数槽绕组。若q为分数，称为分数槽绕组。分数槽绕组一般用在大型、低速的水轮同步发电机中。2021/7/248山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制

7、作交流绕组的基本概念4.相带每相绕组在一对极下所连续占有的宽度（用电角度表示）称为相带。为了使绕组对称，一般每个磁极面下每相所占有的槽数相等。因为每个磁极占有的电角度是180º，对三相绕组而言，每相占有60º的电角度，称为60º相带。由于三相绕组在空间彼此要相距120º电角度，所以相带的划分在一对磁极下沿定子内圆应依次为A、Z、B、X、C、Y。2021/7/249山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作7-2三相单层绕组单层绕组，即指在一个槽中只放一层线圈。线圈的组成应遵循电势相加的原则，即在同极下的导体不能组成线圈，只允许在异极下面属于同一相的导体组成线