异步电机一交流电势和磁势.ppt

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1、4-4旋转电机交流绕组的感应电势内容提要在交流电机理论中有两种旋转磁场：(1)机械旋转磁场（二极机械旋转磁场，四极机械旋转磁场）(2)电气旋转磁场（二极电气旋转磁场，四极电气旋转磁场）通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场。三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机内部气隙空间自动产生以n1为转速的电气旋转磁场。两种旋转磁场尽管产生的机理不相同，但在交流绕组中形成电磁感应的效果是一样的。交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。1定子铁心定子绕组4-4交流旋转电机定子绕组

2、的感应电势一、同步发电机的模型及其原理同步发电机的结构模型如图所示：转子上有成对的磁极，定子上有三相对称交流绕组。原动机带动转子旋转，形成机械旋转磁场，该磁场的基波在定子导体中感应电势。图气隙旋转磁场的基波分量主极铁心图同步发电机原理励磁绕组n2二、交流绕组的感应电势研究电势的次序：各导体—线圈—线圈组—一相绕组的电势123456789101112131415161718192021222324SNSAXN31、导体中的感应电势感应电势的波形:ex(t)=Bxlv感应电势随时间变化的波形和磁感应

3、强度在空间的分布波形相一致。只考虑磁场基波时，感应电势为正弦波。感应电势的频率问题1：4极电机，要使得导体中的感应电势为50Hz，转速应为多少？感应电势的大小：4小结：绕组中均匀分布着许多导体，这些导体中的感应电势有效值、频率、波形均相同；但是它们的相位却不相同。2、线圈中的感应电势整距线圈中的感应电势线圈两有效边处于磁场中相反的位置，其感应电势相位差180电角度。考虑匝数后:5短距线圈中的感应电势：线圈两有效边在磁场中相距为y，其感应电势相位差是180-β电角度。短矩角为：β=α(τ-y)(电

4、角度)短距系数:ky=(短距线圈电势)/(整距线圈电势)=cos(β/2)小结：短距系数ky小于等于1，故短距线圈感应电势相对于整距时有所减少；但短距可以削弱高次谐波（后面要讲）。电角度63.线圈组的感应电势在三角形COD中有：分布系数及其物理意义：分布绕组的电势集中绕组的电势注：分布系数小于1，通常kq在0.92~1.0之间。。74.每相绕组的电势单、双层绕组每对极每相q个线圈就构成一个线圈组。实际线圈组可并可串，总串联匝数为N1。则每相电势：1234567891011121314151617

5、18192021222324SNSAXN8双层绕组的匝数：双层绕组要考虑到短距系数:绕组系数：kw1=kykq5.本节小结：正弦分布的以转速n(=n1)旋转的旋转磁场，在三相对称交流绕组中会感应出三相对称交流电势。交流电势的波形与磁场分布波形相同，为正弦波。交流电势的频率为f1=pn/60（Hz）每相电势的大小为Ep1=4.44f1N1ΦKw1绕组系数：kw1=kykq，kq=sin(qα/2)/(qsinα/2)，ky=cos/2单层绕组的匝数：9三、高次谐波电势及其削弱方法**1、次谐波电势

6、的特点2、高次谐波电势的削弱方法（1）减少磁极表面的曲率，即改善主磁场的分布；（2）采用三相连接，消除三次谐波线电势；（3）采用短距绕组；ky=cos(β/2)取=6（4）采用分布绕组。n本章作业：p127题4—6，7，8XB0N104-5交流绕组产生的磁势三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机内部自动产生一个以n1为转速的电气旋转磁场。4-5-1交流旋转电机定子单相绕组的磁势——脉振磁势一、整距线圈的磁势1.脉振磁势的幅值整距线圈在异步电机中产生的磁势示意图。闭合磁力线穿过转子铁心

7、。相对于气隙而言，铁心磁导率极大，磁势降忽略，一个气隙上消耗的磁势为：11如果通过线圈的电流为:脉振磁势的瞬时式为:脉振磁势的幅值：2.矩形波脉振磁势的分解：按照富立叶级数分解的方法可以把矩形波分解为基波和一系列的谐波之和：12基波磁势对电机性能影响最大，故本书主要分析基波!！对某瞬时来说，基波磁势的大小在空间按余（或正）弦分布；对气隙中某一点而言，基波磁势的大小随时间作余（或正）弦变化；基波磁势的幅值永远在该相绕组的轴线上。对应公式如下：（看基波磁势动画）基波磁势幅值：三次谐波磁势的幅值：五次

8、谐波磁势的幅值：13二、整距分布绕组的磁势线圈组中的ｑ个，线圈相互之间依次错开一个槽距角α。单个线圈产生矩形波脉振磁势，取其分解后的基波分量为正弦脉振磁势；q个正弦波脉振磁势在空间依次错开一个槽距角α。线圈组的磁势等于q个线圈磁势在空间的叠加，其叠加方法类似于感应电势的叠加。借用绕组的分布系数:结论：线圈组的磁势为:14三、双层短距绕组的磁势在分析磁场分布式时，双层整距绕组可以等效为两个整距单层绕组。两个等效单层绕组在空间分布上错开一个短距角β。双层短距绕组的磁势等于两个等效单层绕组的磁势在空间