电机学交流绕组练习题1.pptVIP

电机学 交流电机绕组的基本理论 交流电机的绕组 （1）对交流电机绕组的基本要求 1）在一定导体数下，获得较大的基波电动势和磁动势。 2）三相绕组的基波电动势和磁动势对称，即大小相等，相位相差120°。 3）三相绕组阻抗相等。 4）电动势和磁动势波形接近正弦波，即谐波分量尽量小。 5）绕组要有一定的绝缘强度和足够的机械强度，散热性能好。 6）制造简单，维修方便。 （2）交流绕组的分类 按槽内绕组的层数可分为单层绕组和双层绕组。单层绕组按其端都连接方式不同又分为等元件式、同心式和交叉链式绕组；双层绕组又分为叠绕组和波绕组。 （3）槽电动势星形图 各槽导体的电动势相量构成了一个辐射星形图，叫槽电动势星形图。 （4）槽电动势星形图的绘制步骤 1）计算每极每相槽数q＝Z／（2pm）（槽）和槽距角a＝PX360°／Z1（电角度）。 2）根据槽距角画出各相量，标出P对极（P个重叠相量）下的槽号，再根据q值分极分相。 （5）绕组展开图 分析槽电动势星形图的目的是为了画出绕组展开图，绕组展开图是分析电机绕组中各线圈联结规律的有效途径。 绕组展开图的绘制步骤： 1）分极分相，将总槽数按给定的极数分开，并将槽依次编号，每个极的槽数按三相均匀分开，空间差120°。 2）连接线圈，线圈的两个有效边连接时相距一个极距，每极下q个线圈组成一个线圈组。单层绕组每相有P个线圈组，双层绕组每根有2p个线圈组。 3）连接相绕组，将属于同一相的线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。 4）连接三相绕组。 2．交流绕组的感应电动势 1）交流绕组的构成顺序 导体一线圈一线圈组一相绕组。 （2）交流绕组的感应电动势 每根导体的感应电动势 Ea1＝ 2.22 f Ф1； 每个线圈的感应电动势 Et1＝4.44 f Ф1NcKy1 每个线圈组的感应电动势 Eq1＝4.44 f Ф1qNcKy1Kq1； 每相绕组的基波电动势 EФ1＝ 4.44 f N1Ф1Kw1 式中， f是频率，单位为 Hz； Ф1是每极基波磁通，单位为 Wb； q是每极每相槽数； Nc是每个线圈匝数；N1是每相每条支路线圈的总匝数，如果a为支路数，则单层绕组N1=pqNc／a匝，双层绕组N1=2pqNc／a匝。Ky1是短距系数，对于整距线圈Ky1＝1，对于短距线圈 Ky1＝sin（y／τX 90°）；Kq1是分布系数，对于集中绕组Kq1＝1，对于分布绕组Kq1＝ sin（qα/2）／［qsin（α／2）」；Kw1是绕组系数， Kw1＝ Ky1Kq1。 （3）实际电机的气隙磁通密度 该气隙磁通密度不是正弦规律分布，含有谐波分量，所以在非正弦分布磁场下绕组的感应电动势也含有谐波分量。谐波电动势对每相总电动势的大小影响木大，但造成电动势波形畸变。 （4）减小谐波电动势的方法 1）合理设计气隙磁场，使其尽可能接近正弦波。 2）对于3和3的倍数次谐波，将绕组连接成三角形，则在线电动势中不存在这些次数的谐波；但3次谐波在三角形内部形成环流，将引起附加损耗，导致绕组温升增加，电机效率降低，所以现代同步电机大多采用Y联结。 3）适当地选择短距系数和分布系数，以减小电动势中的谐波。 4）采用斜槽削弱齿谐波电动势。 5）采用分数槽绕组削弱齿槽谐波电动势。 3交流绕组的磁动势 （l）交流单相绕组的磁动势 1）整距线圈的磁动势 式中，Fc1是基波磁动势的幅值，Fc1＝（ ）（4／π）NcI＝0.9NcI； Nc是线圈匝数；I为线圈电流。 各次谐波磁动势的幅值为 2）单层整距线圈组的磁动势 式中， Fqv是线圈组的基波和v次谐波磁动势幅值， Fqv＝qFcvKqv=0.9q（NcKqv／v）I； qFcv是q个线圈磁动势的代数和，v＝1，3，5，7，…为磁动势的基波和谐波次数；Kqv是绕组的分布系数，Kqv=sin[q（vα／2）]／[ qsin（vα/2],v=1，3，5，7，…。 3）双层短距线圈组的磁动势 式中，Fmv是线圈组的基波和v次谐波磁动势幅值，Fmv＝2FcvKyv＝0.9（2qNc）（Kwv/v)I；2qNc是双层绕组每对极的匝数（每线圈组的匝数）；Kyv是磁动势的基波短距系数和各次谐波短距系数；Kwv是磁动势的绕组系数，Kwv=Kyv