2.2 三相异步电动机定子绕组感应电动势.ppt

　　【例4.1.4】设一台交流电动机，极数2p＝4，定子槽数Z1＝24，试绘出三相双层叠绕组展开图。 　　解（1） 计算极距τ、每极每相的槽数q和槽距角α: 　（2） 分相。 由q＝2和60°相带的划分顺序可得如表4.1.4所示的相带与槽号的对应关系。 表4.1.4 相带与槽号的对应关系（三相叠绕组） 　（3） 构成一相绕组，绘出展开图。根据表4.1.4对上层线圈边的分相以及双层绕组的下线特点（一个线圈的有效边放在上层，另一个有效边放在下层）来放置线圈。如果1号线圈的一个有效边放在1号槽的上层，则另一有效边根据线圈节距y1的大小放置在7号槽的下层边；2号线圈的一个有效边在2号槽的上层，则另一有效边应在2+6＝8号槽的下层。一个极面下属于U相的1、2两个线圈串联构成一个线圈组，再将第二个极面下属于U相的7、8两个线圈串联构成第二个线圈组。按照同样的方法，另两个极面下属于U相的13、14和19、20线圈分别构成第三、第四个线圈组。如此直至每极面下都有一个属于U相的线圈组， 因此双层绕组的线圈组数和磁极对数相等。最后， 根据电动势相加的原则把4个线圈组串联起来，组成U相绕组， 如图4.1.9所示。 图4.1.9 三相叠绕组U相绕组展开图 　　其他两相绕组亦可按同样方法构成。 图4.1.10是一个三相双层短距叠绕组的展开图。 图4.1.10 三相双层短距叠绕组展开图 任务二 绕组的感应电动势 4.3.1 线圈的感应电动势 　　1. 导体电动势 　　当磁场在空间中为正弦分布并以恒定的转速n1旋转时，导体感应的电动势亦为一正弦波， 其最大值为 (4.3.1) 式中: Bm1为正弦分布的气隙磁通密度的幅值；l为导体的有效长度。 导体电动势的有效值为 (4.3.2) 式中:τ为极距；f为电动势的频率。 　　因为磁通密度为正弦分布，所以每极平均磁通量 ， 即 (4.3.3) 代入式（4.3.2）中得 (4.3.4) 若取磁通Φ1的单位为Wb，频率的单位为Hz，则电动势Ec1的单位为V。 　　2. 整距线圈的电动势 　　设线圈的匝数为Nc，每匝线圈都有两个有效边。对于整距线圈，如果一个有效边在N极中心的下面， 则另一个有效边就刚好处在S极中心的下面，此时两有效边内的电动势瞬时值大小相等而方向相反。但就一个线匝来说，两个电动势正好相加。 若把每个有效边的电动势的正方向都规定为从上向下，如图4.3.1（a）所示，则用相量表示时，两有效边的电动势Ec1和Ec1′的方向正好相反，如图4.3.1(b)所示，即它们的相位差为180°，此时每个线匝的电动势为 . . (4.3.5) 有效值 (4.3.6) 在一个线圈内，每一匝电动势在大小和相位上都是相同的，所以整距线圈的电动势为 (4.3.7) 有效值 (4.3.8) 图4.3.1 匝电动势计算 (4.3.9) 在图4.3.1c为电动势矢量图， Ec1领先Ec1′，因此匝电动势为 　　3. 短距线圈的电动势 　　对于短距线圈，其节距y1τ，如图4.3.1(a)中虚线所示， 则电动势Ec1和Ec1′相位差不是180°而是相差γ角度，γ是线圈节距y1所对应的电角度且 . . . . 有效值 (4.3.11) 式中: Ky1为短距因数， 这样便可以得出短距线圈的电动势 (4.3.12) 由此可见 (4.3.13) 4.3.2 线圈组电动势 无论是双层绕组还是单层绕组，每相绕组总是由若干个线圈组组成的，而每个线圈组又是由q个线圈串联而成的， 每一个线圈的电动势大小相等，但相位依次相差一个槽距角α。这里必须说明一点，对于单层绕组，构成线圈组的各个线圈的电动势大小可能不等，相位差也不等于槽距角α，但在电气性能上，一个单层绕组都相当于一个等元件的整距绕组。 因此线圈组的电动势Eq1应为q个线圈电动势的相量和， 即 . (4.3.14) 由于这q个相量大小相等，又依次位移α角，因而将它们依次相加便构成了一个正多边形的一部分，如图4.3.2所示(图中以q=3为例)。图中O为正多边形外接圆的圆心，OA=OB=R为外接圆的半径，于是便可求得线圈组的电动势Eq1为 而 图4.3.2 线圈组电动势计算 所以 (4.3.15) 式中: Kq1为分布因数且 Kq1的含义如下： 将此式代入式（4.3.12）得 (4.3.16) 式中:Kw1为绕组因数，Kw1=Ky1Kq1。 由以上分析可知，Kq11，因此分布绕组线圈组的电动势小于集中绕组线圈组的电动势，并由Kq1计量分布绕组对基波电动势大小的影响程度。通过选择q值可以在基波电动势变化不大的情况下削弱某些谐波电动势。 4.3