北方交通大學(xué)電機(jī)學(xué)3交流繞組ppt課件.ppt

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1、第四章交流繞阻及其電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)第一節(jié)交流電機(jī)的工作原理第二節(jié)交流繞組的構(gòu)成原則和分類第三節(jié)三相雙層迭繞組第四節(jié)交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)第五節(jié)單相交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)第六節(jié)三相交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)交流電機(jī)：同步電機(jī)(凸極、隱極)主要做發(fā)電機(jī)用；也可做電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)用。異步電機(jī)(鼠籠、繞線)主要做電動(dòng)機(jī)用也可做發(fā)電機(jī)用。分為單相異步和三相異步。第一節(jié)交流電機(jī)的工作原理一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理1、基本組成2、工作原理二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1、基本組成2、工作原理一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理：1、基本組成：1）定子：定子鐵心和定子繞組——電樞繞組（交流繞

2、組）2）轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組——?jiǎng)?lì)磁繞組（直流繞組）ACBSN逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2、工作原理：1）原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)2）轉(zhuǎn)子通入直流勵(lì)磁——產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)3）電樞繞組切割轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相序：與繞組沿定子內(nèi)圓的空間分布和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向有關(guān)要求感應(yīng)正序電勢(shì)，即A—B—C——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率：與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)速n有恒定關(guān)系。若每分鐘轉(zhuǎn)速為n，則電勢(shì)頻率為f=Pn/60赫。當(dāng)f=50赫，汽輪機(jī)：n=3000轉(zhuǎn)/分――P＝1；n=1500轉(zhuǎn)/分――P＝2；水輪機(jī)：n=100轉(zhuǎn)/分――P＝3

3、0。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率有嚴(yán)格不變關(guān)系。即當(dāng)電網(wǎng)頻率一定時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速就一定。當(dāng)P＝1，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，電勢(shì)交變一次當(dāng)P對(duì)極，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，電勢(shì)交變P次——感應(yīng)電勢(shì)的大小和波形（交流繞組的電動(dòng)勢(shì)）（1）波形：與磁場(chǎng)沿空間的分布的波形有關(guān)，若磁場(chǎng)沿圓周按正弦分布，則電勢(shì)隨時(shí)間按正弦變化三相定子繞組對(duì)稱，因此三相電勢(shì)大小相等，相位互差120度。設(shè)Em為電勢(shì)最大值，A相初相角為0，則：（2）大?。憾?、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1．基本組成：定子：定子鐵心和定子繞組——交流繞組轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組（自成閉合回路）2．轉(zhuǎn)動(dòng)原理：以鼠籠式轉(zhuǎn)子為例（轉(zhuǎn)子

4、槽內(nèi)有導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端用短路環(huán)連接，形成閉合繞組）CAB（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：定子三相電流瞬時(shí)表達(dá)式：選擇0度，120度，240度，360度四個(gè)旋轉(zhuǎn)瞬時(shí)分析，規(guī)定電流為正時(shí)：從首端ABC流出；電流為負(fù)時(shí)，從首端ABC流入。ABCABCABCABC(1)(2)(3)(4)0度120度240度360度紫色為流入藍(lán)色為流出（2）轉(zhuǎn)動(dòng)原理：對(duì)稱定子繞組外加對(duì)稱三相交流電壓，定子繞組內(nèi)有對(duì)稱三相交流電流，它們聯(lián)合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將感應(yīng)電勢(shì)，從而在閉合的導(dǎo)條中有電流，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條將受到電磁力f，并且形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子順旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方

5、向旋轉(zhuǎn)，若轉(zhuǎn)子軸上有負(fù)載，電動(dòng)機(jī)將輸出機(jī)械功率。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n小于同步轉(zhuǎn)速。若二者相等，異步機(jī)就不能旋轉(zhuǎn)。第二節(jié)交流繞組的構(gòu)成原則和分類一、構(gòu)成原則：電勢(shì)最大三相對(duì)稱正弦波1．三相繞組對(duì)稱，即每相繞組結(jié)構(gòu)相同，阻抗相等，在空間相距120°電角度，以獲得對(duì)稱的三相感應(yīng)電動(dòng)2．在導(dǎo)體數(shù)一定的情況下，力求產(chǎn)生較大的基波電動(dòng)勢(shì)和基波磁動(dòng)勢(shì)。3．繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)盡可能接近正弦波二、定子繞組分類：1、按相數(shù)：?jiǎn)蜗嗪腿啵?、按槽內(nèi)層數(shù)：?jiǎn)螌与p層3、按繞組端接部分的形狀單層有同心式交叉式鏈?zhǔn)?；雙層有迭繞組波繞組第三節(jié)三相雙層迭繞組一、交流繞組的一

6、些基本術(shù)語(yǔ)：1、機(jī)械角度與電角度：機(jī)械角度——一圓周360度；電角度——一對(duì)磁極占有的空間角度是360度電角度關(guān)系：電角度=p*機(jī)械角度（p為極對(duì)數(shù)）2、極距?：沿定子內(nèi)圓每個(gè)磁極所占有的距離?=Z/2p（定子槽數(shù)）3、線圈與節(jié)距y1：線圈：由一匝或多匝導(dǎo)線串聯(lián)而成，有兩個(gè)引出線，一個(gè)稱為首端，一個(gè)稱為末端。節(jié)距y1：線圈兩個(gè)有效邊沿定子內(nèi)圓的距離整距（y1=?）、短距（y1?）4．槽距角?：相鄰兩槽之間的電角度?=p*360/Z5．每極每相槽數(shù)q：每相繞組在每一磁極下所占有的槽數(shù)q=Z/2pm（整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽）6．

7、相帶和極相組（線圈組）：每一極下，每相繞組所占有的電角度（q?）——60度分相法極相組：每一極下屬于同一相的q個(gè)線圈相串聯(lián)。7、槽電勢(shì)星形圖：假設(shè)氣隙磁密在圓周上按正弦規(guī)律分布，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)――定子各槽內(nèi)導(dǎo)體的感應(yīng)電勢(shì)也將隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。當(dāng)把電樞上各槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦規(guī)律變化的電勢(shì)分別用矢量表示時(shí)，這些矢量構(gòu)成一個(gè)輻射星形圖。各槽內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)在時(shí)間相位上互差α電角度。例如：2P＝4，Z＝24的槽電勢(shì)星形圖為：一般說(shuō)，當(dāng)P和Z有最大公約數(shù)t時(shí)，則有t個(gè)重合的槽電勢(shì)星形圖。1,132,143,154,1617,518,619,720,821,

8、922,1011,2312,24ABC二、三相雙層迭繞組：以2P＝4，Z＝36，三相雙層迭繞組為例：1、極距：?=Z/2p=36/4=9槽；2、節(jié)距：采用短距y1＝8槽；3、每極每相槽數(shù)：q=