交流電機(jī)繞組的電動勢和磁動勢.doc

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1、第四章交流電機(jī)繞組電動勢及磁動勢4.1交流電機(jī)的繞組一、交流繞組的基本知識（一）構(gòu)成原則1.合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近正弦形（基波、諧波）2.三相繞組對稱（節(jié)距、匝數(shù)、線徑相同、空間互差電角度）（即保證各相電動勢磁動勢對稱，電阻電抗相同）3.銅耗減小，用銅量減少。4.絕緣可靠、機(jī)械強(qiáng)度高、散熱條件好、制造方便（二）交流繞組的分類1.按相數(shù)分為：單相、三相、多相2.按槽內(nèi)層數(shù)分為：單層（同心式、鏈?zhǔn)?、交叉式）、雙層（疊繞組、波繞組）、單雙層3.按每極每相槽數(shù)q分為：整數(shù)槽、分?jǐn)?shù)槽（三）基本概念1.極距τ：2.線圈節(jié)距y：整距y=τ；短距y<τ。3.槽距角α

2、（電角度）：4.每極每相槽數(shù)q:5.電角度=p360°=p機(jī)械角度計(jì)量電磁關(guān)系的角度稱為電角度（電氣角度）。電機(jī)圓周在幾何上占有角度為，稱為機(jī)械角度。而從電磁方面看，一對磁極占有空間電角度為。一般而言，對于p對極電機(jī)，電角度=p機(jī)械角度。6.并聯(lián)支路數(shù)a7.相帶：60度相帶——將一個磁極分成m份，每份所占電角度120度相帶——將一對磁極分成m份，每份所占電角度8.極相組——將一個磁極下屬于同一相（即一個相帶）的q個線圈，按照一定方式串聯(lián)成一組，稱為極相組（又稱為線圈組）。9.線圈組數(shù)=線圈個數(shù)/q例：下圖是一臺三相同步發(fā)電機(jī)的定子槽內(nèi)導(dǎo)體沿電樞內(nèi)圓周的分布情況，

3、已知2p=4,電樞槽數(shù)Z=24,轉(zhuǎn)子磁極逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，試?yán)L出槽電動勢星形圖。解：先計(jì)算槽距角：設(shè)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極磁場的磁通密度沿電機(jī)氣隙按正弦規(guī)律分布，則當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，均勻分布在定子圓周上的導(dǎo)體切割磁力線，感應(yīng)出電動勢。由于各槽導(dǎo)體在空間電角度上彼此相差一個槽距角α，因此導(dǎo)體切割磁場有先有后，各槽導(dǎo)體感應(yīng)電動勢彼此之間存在著相位差，其大小等于槽距角α。從槽電動勢星形圖上我們可以看出：槽電動勢星形圖的一個圓周的距離使用電角度3600，即一對磁極的距離。所以，1—12號相量和13—24重合。一般來說,當(dāng)用相量表示各槽的導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢時(shí),由于一對磁極下

4、有Z/P個槽,因此一對磁極下的Z/P個槽電動勢相量均勻分布在3600的范圍內(nèi),構(gòu)成一個電動勢星形圖.二、三相雙層繞組1、特點(diǎn)：⑴每個槽內(nèi)放置上下兩個線圈邊⑵線圈個數(shù)等于槽數(shù)（定子）⑶線圈組個數(shù)=⑷每相線圈組數(shù)⑸每個線圈匝數(shù)為=每槽導(dǎo)體數(shù)/2⑹每個線圈組的匝數(shù)為*q⑺每相串聯(lián)匝數(shù)N=（即每極每條支路的匝數(shù)）2、優(yōu)點(diǎn)：⑴可采用短距，改善電動勢、磁動勢的波形⑵線圈尺寸相同，便于繞制⑶端部排列整齊，利于散熱機(jī)械強(qiáng)度高3、分類⑴疊繞組——相鄰兩個串聯(lián)繞組中，后一個繞組疊加在前一個線圈上主要缺點(diǎn)在于：嵌線較困難，特別是一臺電機(jī)的最后幾個線圈；線圈組間連線較多，極數(shù)多時(shí)耗銅量

5、較大。一般10KW以上的中、小型同步電機(jī)和異步電機(jī)及大型同步電機(jī)的定子繞組采用雙層疊繞組。⑵波繞組——兩個相連接的線圈成波浪式前進(jìn)例：三相交流電機(jī)Z=24，2p=4，試?yán)L制a=2的三相雙層疊繞組展開圖。解：（1）先計(jì)算：（2）畫出電動勢星形圖（3）分相（4）繪制繞組展開圖:將同一磁極下屬于同一相帶的線圈依次連成一個線圈組則A相可得四個線圈組，分別為1-2，7-8，13-14，19-20。同理B、C兩相也各有4個線圈組。四個線圈組的電動勢的大小相等，但同一相的兩個相帶中的線圈組電動勢相位相反.疊繞組展開圖三、三相單層繞組1、特點(diǎn)：⑴每個槽內(nèi)只有一個線圈邊⑵線圈個數(shù)

6、等于Q1/2⑶線圈組個數(shù)=Q1/2q⑷每相線圈組的個數(shù)=p（60°相帶時(shí)）⑸每個線圈匝數(shù)Nc=每槽導(dǎo)體數(shù)⑹每個線圈組的匝數(shù)qNc⑺每相串聯(lián)匝數(shù)N=每相總的串聯(lián)匝數(shù)/a=pqNc/a=定子總導(dǎo)體數(shù)/2ma（即每條支路的匝數(shù)）2、優(yōu)點(diǎn)：⑴嵌線方便⑵槽的利用率高⑶不能做成短距（電氣性能）波形差3、分類⑴同心式繞組——由不同節(jié)距的同心線圈組成⑵鏈?zhǔn)嚼@組——由相同節(jié)距的同心線圈組成⑶交叉式繞組——采用不等距的線圈組成，節(jié)省銅線4.2交流電機(jī)繞組的電動勢一、一根導(dǎo)體的電動勢1.電動勢頻率：2.電動勢波形：由e=BLV可知，由氣隙磁密沿氣隙分布的波形決定；3.基波電動勢大?。?/p>

7、式中：為每個磁極基波電動勢的大小。二、線匝電動勢及短矩系數(shù)，短矩系數(shù)：三、線圈電動勢設(shè)線圈為Nc匝數(shù)，則有：四、線圈組電動勢及分布系數(shù)q個線圈組成，集中繞組：分布繞組：分布系數(shù)：繞組系數(shù)：五、相電動勢和線電動勢1.設(shè)一相繞組的串聯(lián)匝數(shù)為N（即一條支路的串聯(lián)匝數(shù)）則一相的感應(yīng)電動勢對于單層繞組，因?yàn)槊肯嘤衟個線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù)N=對于雙層繞組，因?yàn)槊肯嘤?p個線圈組所以每相串聯(lián)匝數(shù)N=式中:a為并聯(lián)支路數(shù)若已知定子槽數(shù)為，每槽導(dǎo)體數(shù)為Z，則電機(jī)總導(dǎo)體數(shù)為，電機(jī)總匝數(shù)為每相全部線圈串聯(lián)匝數(shù)為，每相支路串聯(lián)匝數(shù)N=1.線電動勢（星接時(shí)，角接時(shí)=）六、感應(yīng)電動勢中的

8、高次諧波因?yàn)榇艌霾ㄐ蜗鄬?/p>