正弦分布磁场下绕组的电动势.pptVIP

* 6.5 正弦分布磁场下绕组的电动势 多相交流电势有大小、频率、波形和对称性四个问题 本节讨论中，假设：磁场分布为正弦波,得出的电势也是严格的正弦波 分析过程：导体电势－匝电势－线圈电势－线圈组电势－相电势 6.5.1 导体电势 气隙磁场按正弦分布： 导体电动势最大值— 导体切割磁力线的线速度 导体电势的有效值为 τ—长度表示的极距 f — 电势的频率 导体感应电势为： 磁通的平均值为： 每极磁通量 导体电势有效值: 导体电势的有效值与每极磁通量和频率的乘积成正比.当磁通的单位为 wb（韦伯）；频率单位为Hz（赫兹）时，电势的单位为v（伏特） 6.5.2 线圈电动势和短距系数 线圈是由Nc匝构成,当Nc＝1时，称为单匝线圈或线匝 当y1＝τ时，称为整距线匝，两有效边的感应电动势相量大小相等，电位差1800 整距线匝的感应电势为： 有效值为： N S y1=τ N S y1τ 对y1τ的短距线匝，两有效边的感应电动势 和 不是相差1800了，而相差γ电角度( )。 短距线匝的感应电势为 有效值为 γ 上式中 称短距系数（节距系数） 在长距绕组时，ν1800,也有ky11。但其端接比分长，用铜量较多，所以很少采用 由于线圈内各线匝电势大小、相位完全相同，所以当其由Nc匝时，整个线圈电动势为： 短距系数表示：当绕组采用短距时，匝电势比整距时小些，应打ky1的折扣 α α α α O A B 6.5.3 线圈组电动势和分布系数 每个线圈组由q个线圈串联组成，线圈组的电势等于这q个线圈电势的相量和 以三相4极36槽绕组为例 线圈组电势的有效值为 一对极下的电势，可得一正多边形，外接圆半径 O 线圈组电势的有效值为: O α α α α O A B 式中 ——绕组的分布系数 当q＝1时，kq1＝1,称为集中绕组；当q1时，kq11,称为分布绕组 将Ey1代入得线圈组电势有效值 式中 ——绕组系数 绕组系数表示：由于当采用短距和分布绕组时，使线圈组电势应打的折扣 6.5.4 相电动势和线电动势 将一相所有串联的线圈组电势相加就得到相电势。一般情况下，各线圈组的电势都是同大小、同相位的，可直接相加。 相电势有效值为： 或统一写为： 单层绕组,有p个线圈组，当并联支路数为a时 双层绕组,有2p个线圈组，当并联支路数为a时 线电势和相电势的关系？ 当绕组为Y型连接时 当绕组为Δ型连接时 问 题 和绕组的连接关系有关 与变压器电势比较？ 注意:交流电机中,为每极的总磁通量,而在变压器中为交变磁通的最大值 变压器相电势 交流绕组相电势 例题:有一台汽轮发电机，定子槽数Z=36，极数2p＝2，节距y1＝14，每个线圈的匝数Nc＝1，并联支路数a＝1，频率f＝50Hz，每极磁通量Φ1＝2.63Wb。试求：（1）导体电势Ec1；（2）匝电势Et1 ；（3）线圈电势Ey1 ；（4）线圈组电势Eq1 ；（5）相电势Eφ1。 解： （1）导体电势 （2）极距 短距系数 （3）线圈电势 （4）每极每相槽数 槽距角 分布系数 匝电势 （5）每相串联匝数 相电势 注：大型发电机是双层绕组 线圈组电势 绕组系数 N S A X 6.5.5 感应电动势与绕组所交链磁通的相位关系 由电磁感应定律 可知,绕组中的感应电势在时间相位上滞后于绕组交链的磁通900 结论:交流电机的感应电势滞后于所交链的磁通900 N S A X ωt＝0，与绕组交链的磁通最大，但有效绕组处B＝0，感应电势eφ1=0 ωt＝900，磁场旋转900，与绕组铰链的磁通为零，但有效绕组处B最大，感应电势eφ1达到最大 6.6 非正弦分布磁场下电动势中的高次谐波及其削弱方法 实际的电机中，由于磁极磁场不可能完全按正弦分布。 例如在凸机同步电机中磁极磁场沿电机电枢表面呈平顶波分布，除基波外，还含有一系列奇次谐波（3、5、7……）。 6.6.1磁极磁场非正弦分布所引起的谐波电势 三次谐波 五次谐波 基波 由图可见，对于ν次谐波，极对数为基波的ν倍，极距则为基波的1/ν倍,即 谐波磁场也因转子旋转,是旋转磁场，其转速等于转子转速，即nν＝n，但pν＝νp，故其频率为 其中 为基波频率 根据基波电势公式得，谐波电势的有效值为