北方交通大学电机学3交流绕组ppt课件.ppt

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1、第四章交流绕阻及其电动势和磁动势第一节交流电机的工作原理第二节交流绕组的构成原则和分类第三节三相双层迭绕组第四节交流绕组的感应电动势第五节单相交流绕组的磁动势第六节三相交流绕组的磁动势交流电机：同步电机(凸极、隐极)主要做发电机用；也可做电动机和调相机用。异步电机(鼠笼、绕线)主要做电动机用也可做发电机用。分为单相异步和三相异步。第一节交流电机的工作原理一、同步发电机的工作原理1、基本组成2、工作原理二、三相异步电动机的工作原理1、基本组成2、工作原理一、同步发电机的工作原理：1、基本组成：1）定子：定子铁心和定子绕组——电枢绕组（交流绕

2、组）2）转子：转子铁心和转子绕组——励磁绕组（直流绕组）ACBSN逆时针旋转2、工作原理：1）原动机拖动转子旋转2）转子通入直流励磁——产生恒定磁场，随转子旋转形成机械旋转磁场3）电枢绕组切割转子旋转磁场感应电动势——感应电动势的相序：与绕组沿定子内圆的空间分布和转子旋转磁场的方向有关要求感应正序电势，即A—B—C——感应电动势的频率：与转子磁场的极对数p和转速n有恒定关系。若每分钟转速为n，则电势频率为f=Pn/60赫。当f=50赫，汽轮机：n=3000转/分――P＝1；n=1500转/分――P＝2；水轮机：n=100转/分――P＝3

3、0。同步电机的转速与电网频率有严格不变关系。即当电网频率一定时，电机转速就一定。当P＝1，转子转一周，电势交变一次当P对极，转子转一周，电势交变P次——感应电势的大小和波形（交流绕组的电动势）（1）波形：与磁场沿空间的分布的波形有关，若磁场沿圆周按正弦分布，则电势随时间按正弦变化三相定子绕组对称，因此三相电势大小相等，相位互差120度。设Em为电势最大值，A相初相角为0，则：（2）大小：二、三相异步电动机的工作原理1．基本组成：定子：定子铁心和定子绕组——交流绕组转子：转子铁心和转子绕组（自成闭合回路）2．转动原理：以鼠笼式转子为例（转子

4、槽内有导条，导条两端用短路环连接，形成闭合绕组）CAB（1）旋转磁场的产生：定子三相电流瞬时表达式：选择0度，120度，240度，360度四个旋转瞬时分析，规定电流为正时：从首端ABC流出；电流为负时，从首端ABC流入。ABCABCABCABC(1)(2)(3)(4)0度120度240度360度紫色为流入蓝色为流出（2）转动原理：对称定子绕组外加对称三相交流电压，定子绕组内有对称三相交流电流，它们联合产生旋转磁场，转子导条切割定子旋转磁场将感应电势，从而在闭合的导条中有电流，则转子导条将受到电磁力f，并且形成电磁转矩，使转子顺旋转磁场的方

5、向旋转，若转子轴上有负载，电动机将输出机械功率。异步电机的转速n小于同步转速。若二者相等，异步机就不能旋转。第二节交流绕组的构成原则和分类一、构成原则：电势最大三相对称正弦波1．三相绕组对称，即每相绕组结构相同，阻抗相等，在空间相距120°电角度，以获得对称的三相感应电动2．在导体数一定的情况下，力求产生较大的基波电动势和基波磁动势。3．绕组的电动势和磁动势尽可能接近正弦波二、定子绕组分类：1、按相数：单相和三相；2、按槽内层数：单层双层3、按绕组端接部分的形状单层有同心式交叉式链式；双层有迭绕组波绕组第三节三相双层迭绕组一、交流绕组的一

6、些基本术语：1、机械角度与电角度：机械角度——一圆周360度；电角度——一对磁极占有的空间角度是360度电角度关系：电角度=p*机械角度（p为极对数）2、极距：沿定子内圆每个磁极所占有的距离=Z/2p（定子槽数）3、线圈与节距y1：线圈：由一匝或多匝导线串联而成，有两个引出线，一个称为首端，一个称为末端。节距y1：线圈两个有效边沿定子内圆的距离整距（y1=）、短距（y1<）、长距（y1>）4．槽距角：相邻两槽之间的电角度=p*360/Z5．每极每相槽数q：每相绕组在每一磁极下所占有的槽数q=Z/2pm（整数槽和分数槽）6．

7、相带和极相组（线圈组）：每一极下，每相绕组所占有的电角度（q）——60度分相法极相组：每一极下属于同一相的q个线圈相串联。7、槽电势星形图：假设气隙磁密在圆周上按正弦规律分布，转子旋转――定子各槽内导体的感应电势也将随时间按正弦规律变化。当把电枢上各槽内导体按正弦规律变化的电势分别用矢量表示时，这些矢量构成一个辐射星形图。各槽内导体感应电势在时间相位上互差α电角度。例如：2P＝4，Z＝24的槽电势星形图为：一般说，当P和Z有最大公约数t时，则有t个重合的槽电势星形图。1,132,143,154,1617,518,619,720,821,

8、922,1011,2312,24ABC二、三相双层迭绕组：以2P＝4，Z＝36，三相双层迭绕组为例：1、极距：=Z/2p=36/4=9槽；2、节距：采用短距y1＝8槽；3、每极每相槽数：q=