[工学]第5章 交流电机的绕组和电动势.pptVIP

第5章 交流电机的绕组和电动势 第5章 交流电机的绕组和电动势 5.1 交流电机的基本工作原理， 对交流绕组的基本要求 交流电机的种类 交流电机 同步电机和异步电机运行原理不同。 但是两者在定子结构、定子绕组以及绕组感应电动势和绕组产生磁动势等方面有很多共同的地方，将这些作为共同问题来一起进行研究。 同步电机的基本工作原理 同步电机的基本工作原理 同步电机的基本工作原理 同步电机的基本工作原理 同步电机的基本工作原理 同步电机的基本工作原理 同步电机的基本工作原理 异步电机的工作原理 异步电机的工作原理 转子转速n是否会等于定子磁场的转速n1 ？ 交流绕组 由交流电机的工作原理可见，交流绕组是电机进行能量转换的关键部件。 产生感应电动势； 产生磁动势。 对交流绕组的要求 导体数一定情况下，能产生较大的基波电动势和磁动势； 三相绕组感应电动势对称； 三相绕组阻抗相等； 电动势和磁动势的波形尽可能接近正弦； 较好的散热，一定的绝缘强度； 工艺简单、维护方便。 交流绕组的电动势和磁动势 研究交流绕组的感应电动势和产生磁动势的问题。 同步电机、异步电机都存在这些共同问题。 先研究绕组和电动势问题，以同步发电机为对象。 交流绕组的电动势 交流电机的绕组是由放置在铁心槽中的导体通过一定的方式联结而成的。 交流绕组的构成 交流绕组的电动势 绕组联结的原则 尽量充分利用导体（产生的感应电动势尽可能大）。 电动势质量好。 波形接近正弦 三相对称 节省材料。 5.2 三相单层集中整距绕组及其电动势 导体感应电动势 为方便进行数学描述，建立直角坐标系 在转子表面； 原点、横坐标、纵坐标。 导体感应电动势 励磁磁动势Ff＝Nf If 产生气隙磁场，用气隙磁通密度 b? 表示。 导体感应电动势 气隙磁通密度的空间分布为平顶波。 导体感应电动势 导体的基波感应电动势 t＝0时， 导体的基波感应电动势 习惯上采用每极磁通量来计算电动势 导体的基波感应电动势 电角度与机械角度 电角度与机械角度 结论 空间上正弦分布的磁通密度波，通过转子旋转产生了时间上正弦变化的电动势。 转子在一段时间内转过的空间电角度和电动势在时间上经过的角度相等，即转子在空间上转过多少电角度，电动势就在时间上经过了多少电角度。 导体的基波感应电动势 导体的基波感应电动势 结论 导体的谐波感应电动势 整距线匝的感应电动势 线匝 整距线匝的感应电动势 整距线匝的感应电动势 整距线圈的感应电动势 三相单层集中整距绕组 三相单层集中整距绕组 三相单层集中整距绕组 三相单层集中整距绕组 三相单层集中整距绕组 三相单层集中整距绕组 5.3 三相单层分布绕组及其电动势 三相单层分布绕组 三相单层分布绕组 分相 三相单层分布绕组 绕组展开图 三相单层分布绕组 三相单层分布绕组 整距分布线圈组电动势的计算 三相单层分布绕组 整距分布线圈组电动势的计算 三相单层分布绕组 在线圈集中在一起时的电动势基础上乘上基波分布因数kd1 。 也可看成线圈仍集中在一起，但有效匝数减小为qNkkd1。 三相单层分布绕组 整距分布相绕组电动势的计算 三相单层分布绕组 谐波电动势 三相单层分布绕组的特点 线圈数（槽数 Q 的一半） 最大并联支路数（极对数p） 每相每支路串联匝数 三相单层分布绕组 优点 有效利用铁心表面空间； 可以削弱绕组的谐波电动势； 每个槽内只有一个线圈边，嵌线方便； 便于散热。 5.4 三相双层分布短距绕组及其电动势 为了进一步削弱谐波电动势，使电动势波形接近正弦。 采用双层分布短距绕组，利用短距来进一步改善电动势波形。 三相双层分布短距绕组 双层绕组是在每个槽中放置两个线圈边，线圈的一个边在一个槽的上层，另一边则在另外一个槽的下层。 各线圈的构成相同。 三相双层分布短距绕组 双层叠绕组 短距线圈的感应电动势 短距线圈的感应电动势 短距线圈的感应电动势 短距时，基波短距因数 kp1 总小于1，所以短距使线圈的基波电动势减小，在整距线圈电动势的基础上乘上kp1 。 也可以理解为线圈仍为整距，但是其匝数不是Nk ，而是Nkkp1 。 三相双层分布短距绕组 三相双层分布短距绕组 三相双层分布短距绕组 电动势星形相量图 三相双层分布短距绕组 节距的选择 三相双层分布短距绕组 绕组展开图 三相双层分布短距绕组 基波感应电动势 三相双层分布短距绕组 谐波感应电动势 三相双层分布短距绕组 谐波感应电动势 削弱谐波电动势的主要方法 采用短距绕组 采用分布绕组 三相绕组的联结 谐波感应电动势 为? 次谐波节距因数。 如何来联结导体，形成三相双层分布短距绕组 以极对数为2、定子上均匀分布36槽为例进行说明。 电动势星形相量图 槽距角 p＝2，Q＝36 每极每相槽数 每个相量表示的是每个线圈的电