[工学]第4章 交流绕组.pptVIP

第4章 交流绕组 交流绕组的基本知识 交流绕组的电动势 交流绕组的磁动势 本章知识要点 本章介绍交流电机的共同问题。 三相交流绕组的结构； 三相交流绕组产生的感应电动势分析； 三相交流绕组产生的磁动势分析。 4.1 交流绕组的基本知识 4.1 交流绕组的基本知识 同步电机示意图 异步电机示意图 一、交流绕组的基本概念 1、电角度 电机定子内圆一周的几何空间角度恒为360°, 称为空间机械角度。 从电磁角度看，当定子上的导体掠过一对磁极时，其感应出的基波电动势变化一个周期，即360°电角度，也就是说一对磁极占有360°的空间电角度。 一、交流绕组的基本概念 空间电角度与空间机械角度的关系为 电角度 =p×机械角度 式中：p － 极对数 一、交流绕组的基本概念 2、极距τ 平均一个磁极所占的定子铁芯槽数称为极距。 式中：Z － 定子槽数 一、交流绕组的基本概念 3、槽距角α（电角度） 一、交流绕组的基本概念 一、交流绕组的基本概念 5、线圈及节距 线圈（绕组元件）：是构成绕组的基本单元。绕组就是线圈按一定规律的排列和联结。 线圈的直线部分称为有效边，分别放置于两个铁芯槽内，两个有效边之间的连接部分称为端部。如图。 y1 － 节距 一、交流绕组的基本概念 一、交流绕组的基本概念 线圈可以区分为多匝线圈和单匝线圈。 一、交流绕组的基本概念 整距：y1 =τ； 短距：y1 τ； 长距：y1 τ。 一、交流绕组的基本概念 单层绕组和双层绕组 单层绕组一个槽中只放一个元件边。 双层绕组一个槽中放两个元件边。 一、交流绕组的基本概念 绕组的分类 按相数 ：单相和多相绕组； 按槽内层数：单层和双层； 按每极每相槽数：整数槽和分数槽； 按绕法：叠绕组和波绕组。 一、交流绕组的基本概念 二、划分相带 1、交流绕组的构成原则 ①三相绕组对称，即各相绕组结构完全相同，在空间互差120°电角度，以获得对称的三相电动势和三相磁动势。 ②在一定的导体数下，获得较大的基波电动势和基波磁动势。 ③绕组合成的电动势和磁动势的波形力求接近正弦波。 ④用铜量少，散热条件好，制造工艺简单，便于安装检修。 二、划分相带 每相绕组在每个磁极下所连续占有的电角度qα称为绕组的相带。 以Z=6，p=1的三相交流单层绕组为例： 以Z=36，p=2的三相交流单层绕组为例： 120 °相带槽电势展开图 60 °相带槽电势展开图 二、划分相带 对于三相绕组，每相绕组在每个磁极下所占有60°电角度，即60°相带。 每对磁极360°电角度可分为6个相带。 三相对称绕组在一对磁极中相带就按A—Z—B—X—C—Y的分布规律排列。 采用60°相带可获得较大的基波电动势。 三、三相单层绕组 单层绕组每槽只放一个线圈边，故线圈数等于槽数的一半。 以下以2对极24槽为例： 1、分极分相：? ①将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。 ②将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开1200电角度。 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 三、三相单层绕组 四、三相双层绕组 10kW以上的三相交流电机，其定子绕组大多采用双层绕组。线圈一般采用成型线圈。 特点：绕组的线圈数等于槽数。 主要优点： （1）可以选择最有利的节距，并同时采用分布绕组，以改善电动势和磁动势的波形； （2）所有线圈具有相同的尺寸，便于制造； （3）端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械强度。 四、三相双层绕组 举例：Z=24，2p=4，整距，m=3 1、分极分相 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布），并标记假设的感应电势方向； 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开1200电角度。 四、三相双层绕组 四、三相双层绕组 四、三相双层绕组 四、三相双层绕组 四、三相双层绕组 四、三相双层绕组 展开图绘制方法： ①计算极距τ ； ②计算槽距角α； ③计算每极每相槽数q； ④分相：采用60°相带； ⑤画展开图； ⑥端线连接。 4.2 交流绕组的电动势 旋转磁场是交流电机工作的基础。在交流电机理论中有两种旋转磁场： （1） 机械旋转磁场：通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场； （2） 电气旋转磁场：三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流时会在电机的气隙空间产生电气旋转磁场； 交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产生感应电势。 4.2 交流绕组的电动势 在正弦分布磁场下，一根导体感应电动势的波形为正