电机与拖动基础6章.pptVIP

第6章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势 电枢是电机中电能量转换的关键部分，直流电机电枢指转子部分，而交流电机的电枢是指的定子部分。 对交流电机电枢绕组的要求，首先是能感应出有一定大小而波形为正弦的电动势，对三相电机来说，要求三相电动势对称。 安排绕组时，既能满足电动势要求，又能满足绕组产生磁通势的要求。 6.1 交流电机电枢绕组的电动势 6.1.1 导体电动势 ?为空间电角度，? 为机械电角度，p电机极对数 有：?=p? 6.1.1 导体电动势 e=Emsin ?t ?用频率f 表示： 6.1.2 整距线匝电动势 两根导体A与X，相距一个极距（ ?= 180o）的整距线匝的电动势 6.1.4 短距线圈电动势 节距y1=y?，y是一个大于0小于1的数。 6.1.5 整距分布线圈组的电动势 为了充分利用电机定子内圆空间，定子上均匀地放上几个线圈整距线圈。 6.2 交流电机电枢绕组 6.2.1 三相单层绕组 1.三相单层集中整距绕组 最简单的三相对称绕组，每相只有一个整距线圈，三相共六个引出线，A、X，B、Y，C、Z。可接成Y形或Δ形。 6.2.1 三相单层绕组 2.三相单层分布绕组 一台电机Z=24，p=2，转子逆时针转，试连接成三相单层分布绕组。 2. 三相单层分布绕组 3）按60o相带法分相 每相在每极下的槽数q 2. 三相单层分布绕组 4）画绕组的连接图 2. 三相单层分布绕组 5）确定绕组并联的路数 如果要求一路串联绕组，把X1与A2相连（如图6.14实线）；如果要求一路并联绕组，把A1和A2连接，X1和X2连接（如图6.14虚线）。 单层绕组最多可并联支路数等于极对数p。 串联每相的基波电动势比并联的大，而电流比并联的小。 6）计算相电动势：E?=4.44 f N kd? 6.2.3 绕组的谐波电动势 电机气隙除了基波外，还有三次、五次、七次奇次谐波。 绕组采用了短距、分布连接法，基波电动势削弱得很少，谐波电动势被削弱的很多。 由于谐波电动势较小，在后面分析异步电机和同步电机时不再做考虑。 6.3 交流电机电枢单相绕组产生的磁通势 交流电机绕组产生的磁通势，既是空间函数，又是时间函数。 6.3.1 整距线圈的磁通势 磁力线穿过转子铁心，定子铁心和两个气隙 ， 相对于气隙而言，由于铁心磁导率极大，其上消耗的磁势降可以忽略不计 ，线圈在一个气隙上施加的磁势为： 6.3.1 整距线圈的磁通势 如果通过线圈的电流为余弦波， 则矩形波的高度也将按正弦变化，称为脉振波。 6.3.1 整距线圈的磁通势 磁通势展开 矩形波展开成傅氏级数，奇数仅含奇次的余弦项 6.3.1 整距线圈的磁通势 基波及各次谐波磁通势的特点： 1）基波及各次谐波磁通势的最大幅值 Fy3=Fy1/3， Fy5=Fy1/5 ， … … Fy?=Fy1/ ? 6.3.1 整距线圈的磁通势 2）基波及各次谐波磁通势的极对数 基波与原矩形波极对数一样多，3次谐波极对数是基波的3倍， 5次谐波极对数是基波的5倍， ?次谐波极对数是基波的?倍。 3）基波及各次谐波磁通势随时间的关系 不论基波还是谐波磁通势，它们的幅值都是随时间按电流的变化规律而变化的，在时间上是脉振波。 基波及各次谐波磁通势随时间的关系 3. 基波脉振磁通势 三角公式 3. 基波脉振磁通势 f’y1是个旋转波，朝+?方向以?的角速度旋转。 脉振磁通势分成两个旋转波 6.3.2 短距线圈的磁通势 比较单相单层整距的基波脉振磁通势 6.3.3 单层分布线圈的磁通势 分布线圈组磁通势的最大幅值： Fq1=qFy1kd1 q为分布线圈个数，kd11为分布系数 6.3.4 分布短距对磁通势波形的影响 为了改善电机性能，削弱各次谐波磁通势，要用短距、分布绕组，只要设计合理就能大大削弱各次谐波磁通势。 一般情况下，取y=0.8左右，以把五、七次次谐波磁通势大大削弱。至于三次谐波以及三的倍数的谐波的磁通势，在三相绕组连接中互相抵消。 6.4 三相电枢绕组产生的磁通势 6.4.1 基波磁通势 6.4.1 基波磁通势 把一个脉振波分解成两个旋转波： 6.4.1 基波磁通势 三相合成基波旋转磁通势的特点 1）幅值F1 不变，圆形旋转磁通势 6.4.2 三相的三次谐波磁通势 三相的三次谐波磁通势的表达式： 6.5 两相电枢绕组产生的磁通势 两个绕组空间相距90o，通入两相对称电流 6.5 两相电枢绕组产生的磁通势 合成基波磁通势 各三次谐波的空间位置相同，三相电流互差120o，相互抵消。 ? +A 0 A B X Y 产生的基波磁通势 +A（ ?=0o ） +B（?=90o） ? ? ?