交流电机共同问题要点.ppt

第 二 篇交流电机共同问题 福州大学 电气工程与自动化学院 电机学教研组 第六章 交流绕组理论 三相同步电机的结构 三相异步电动机的结构 1、同步电机基本作用原理 2、异步电机基本作用原理 1、三相交流对称绕组的基本要求: (1）三相绕组合成电动势和磁动势的波形要接近正弦；尽量减少或消除高次谐波分量; （2）各相电动势和磁动势要对称，各相阻抗相等； （3）用铜量省、绝缘性能和机械强度可靠，散热容易、制造方便。 8、槽电动势星形图： 可见：槽电动势星形图一个圆周是一对极的距离，每对极都构成一个单元槽电动势星形图。此例:1至12号构成一对极即一个单元星形图，13至24 槽为另一对极下的单元星形图，2个星形图重合 。 用途:由于每槽中只包含一个线圈边，所以其线圈数为槽数的一半。比较适合于10KW以下的小型交流异步电机中，很少在大、中型电机中采用。 1 、三相单层绕组特点： ⑴ 每个槽内只有一个线圈边,线圈数Z/2; 每线圈匝数Nc等于每槽导体数, (2)每对极q个线圈,组成1个线圈组,每个线圈组有qNc匝数; (3)每相有p个线圈组（60°相带),每相串联匝N=pqNc/a(即每条支路的匝数） (4)单层绕组实质上为整距绕组kp=1 总结: 三相双层绕组特点： ⑴ 每个槽内放置上下两个线圈边,每个线圈匝数 ,每槽导体数 使发电机电动势波形变坏 使输电线上的线损增加,对邻近产生通信干扰 可能引起输电线路发生谐振,产生过电压 使感应电动机产生附加转矩,效率降低,影响其运行性能 第八章 交流绕组的磁动势 电机是利用电磁感应原理进行机电能量转换的装置，研究电机就必须分析电机中磁场的分布及性质. 定、转子磁动势的性质都取决于产生它的电流类型及电流分布，而气隙磁通则与磁动势的分布及其经过的磁路有关。 同步电机的定子绕组和异步电机的定转子绕组均为交流绕组，绕组中的电流是随时间变化的交流电，因此，交流绕组的磁动势及气隙磁通既是时间函数，又是空间的函数。 为了简化分析过程，我们作出下列假设： （1）绕组中的电流随时间按正弦规律变化（即只考虑绕组中的基波电流）； （2）槽内电流集中在槽中心处； （3）转子呈圆柱形，气隙均匀； （4）铁心不饱和，铁芯磁压降相对气隙磁压降可以忽略不计（即 认为磁动势全部降落在气隙上）。 1.单层整距分布绕组的磁势 基波:上、下两个基波磁动势矢量的夹角正好等于两个线圈组空间的位移β，因而双层短距线圈组的基波磁动用空间矢量表示: 综上所述:相绕组的磁动势就是一对磁极下该相绕组电流产生的磁动势;有以下几个特点： 由上述分析可得出以下结论： 　 一个按正弦波分布的脉振磁动势，可分解为两个转速相等、转向相反的旋转磁动势，其幅值为原脉振磁动势最大幅值的一半。当脉振磁动势达到正的最大值时, 两个旋转磁动势分量位于该相绕组的轴线上 。 1)极数：基波旋转磁动势的极数与绕组的极数相同 2)振幅：三相合成磁动势的振幅为每相脉动磁动势振幅的3/2倍. 3)转速： 4)幅值位置：合成磁动势的振幅的位置在ωt-x＝0处。当某相电流达到最大值时，旋转磁动势的振幅转到该相绕组轴线上 5)旋转方向：由超前电流的相转向滞后电流的相 将上式三式相加，可得三相绕组3次谐波合成磁动势为: 可见，在对称三相绕组合成磁动势中，不存在3次及3倍次谐波合成磁动势。 3.三相绕组5次谐波磁动势: 谐波磁场的不良影响和削弱措施： 1.谐波磁场产生谐波感应电动势,谐波电动势所产生的附加损耗不仅降低效率，而且降低功率因数。 2.谐波磁动势产生的附加力矩,将会影响电动机的起动力矩和过载能力，产生振动和噪声。 3.措施：设计时应当尽量设法削弱磁势的高次谐波分量，特别是5次和7次谐波。通常采用适当短距和分布绕组改善磁势的波形。 同理:高次谐波磁动势幅值为: 式中 —v 次谐波的分布系数 : 单层绕组一个线圈组的磁动势: 2.双层短距线圈组的磁动势 磁动势幅值取决于槽内导体电流的大小和方向，与线圈组成次序无关。 上下层导体相当于两个单层整距线圈组; 则:双层绕组线圈组的磁动势就是上下两个单层绕组磁动势叠加. 双层绕组线圈组磁动势:指双层绕组每对极两个线圈组电流产生的磁动势。 β 上下层线圈组在空间相差β电角度. 同理: 高次谐波磁动势幅值: 每对极双层短距线圈组的磁动势: 磁势既是时间的函数，更是空间的函数. 各对磁极分别有各自的磁路，空间不同的各对极磁势不能相加。 可见:单相绕组的磁动势就是一对磁极下该相