浙大电机学课件之第三篇 交流电机理论的一般问题.ppt

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1、同步电机,感应（异步）电机：通常用作电动机，是应用最广泛的一种电动机。第十三章交流电机的绕组和电动势绕组和电动势磁势和气隙磁场电磁转矩感应电机,13-1交流绕组的构成原则和分类一、基本概念：★线圈（绕组元件）：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。与线圈相关的概念包括：有效边；端部；线圈节距等★极距：沿定子铁心内圆每个磁极所占的范围；用长度表示/用槽数表示；★电角度：电机圆周从几何上量度为360度，这个角度称为机械角度。从电磁角度看，一对N,S极构成一个磁场周期，即1对极为360电角度；绕组基本概

2、念（1）电机的极对数为p时，电机一周的角度数为p×360电角度。单层绕组一个槽中只放一个元件边；双层绕组一个槽中放两个元件边。单层绕组和双层绕组一个槽所占的电角度数称为槽距角，用α表示；每个极域内每相所占的槽数称为每极每相槽数，用q表示。★槽距角，相数，每极每相槽数二、交流绕组的构成原则交流绕组的构成原则均匀原则：每个极域内各相绕组在每个极域内所占的槽数（线圈数）应相等；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120电角度。如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。电势相加原则：线圈两个边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的

3、连接也应符合这一原则。线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。对交流绕组的要求（1）交流绕组通电后，必须形成规定的磁场极数；（2）多相绕组必须对称，不仅要求m相绕组的匝数N、跨距y1、线径及在圆周上的分布情况相同，而且m相绕组的轴线在空间上互差3600/m电角度。（3）交流绕组通过电流所建立的磁场在空间的分布为正弦分布，且旋转磁场在交流绕组中感应电动势必须随时间按正弦规律变化。采用分布绕组和短距绕组。（4）在一定的导体数之下，建立的磁场最强而且感应电动势最大。因此线圈的跨距y1尽可能接近极距，而且对于三相绕组尽可能采用600相带。（每个极距内属于同一

4、相的槽在圆周上连续所占有的电角度区域称为相带）。（5）用铜少；下线方便；强度好。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式整距叠绕组双层叠绕组双层波绕组三、交流绕组的分类（形式）同心式绕组链式绕组单层叠绕组双层叠绕组13－2三相单层绕组的构成1.分极分相：将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。将每个极域的槽数按三相均匀分配。三相在空间错开120电角度。实例：Z＝24（槽）、m＝3（相）、2p＝4（极）的单层叠绕组基本步骤：每极每相槽数线圈组连接2.连线圈组：将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一

5、个线圈组；（共有多少个线圈组？）以上连接应符合电势相加原则。（同心，链绕组）将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。串联与并联：电势相加原则。最大并联支路对数：a＝p。相绕组将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组；接法或Y接法；三相绕组三相Y连接三相连接实例：Z1=24，2p=4，整距，m=3双层叠绕组分极分相：将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向；将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。13－3三相双层绕组每极每相槽数根据给定的线圈节距连线圈；以上层边所在槽号标记为线圈编号；

6、将同一极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组；以上连接应符合电势相加原则。连线圈和线圈组线圈节距将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。串联与并联，依照电势相加原则。最大并联支路数2a＝2p按照同样的方法构造其他两相。连三相绕组。将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组。连相绕组三相Y连接三相连接连三相绕组123456789101112141516171819202122232413槽电势星形图ABC旋转磁场是交流电机工作的基础。在交流电机理论中有两种旋转磁场：(1)机械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；交流绕组处

7、于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。13-4在基波磁场下的绕组电动势（基波成分是主要的）电气旋转磁场旋转磁场(2)电气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的气隙空间产生电气旋转磁场；交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。交流绕组的构成：导体--线圈--线圈组—一相绕组--三相绕组。交流电机气隙中的磁场旋转时，在定子和转子绕组中感应电势，下面分析在定子绕组中的感应电势，得到的结论同样适用于转子绕组。如果气隙磁场沿圆周正弦发布，且其极数等于电机极数，则称其为基波磁场。基波磁场在绕组中的感应电势为基本（基波）电

8、势。感应电势随时间变化的波形和磁感应强度在空间的分布波形相一致。只考虑基波磁场时，感应电势为正弦波。一、导体