第3章 交流电机的共同理论 《Electric Machinery 电机学（英汉双语）》课件.ppt

3. 5. 2 三相交流绕组的合成磁动势——旋转磁动势 1. 三相交流绕组合成磁动势的基波 在三相对称绕组中通入三相对称电流： 1) 解析法 利用三角公式展开： 三相合成基波磁动势为 1） 波形随时间的变化 ?：当 ? t =0o 时，iA=Im，f1(?s，t)=F1cos?s， 此时正波幅位于? s= 0o 处，与A相绕组轴线重合。 ?：当 ? t =120o 时， iB=Im， f1(?s，t)=F1cos(120? -?s)， 此时正波幅位于? s= 120o处，与B相绕组轴线重合。 ?：当 ? t =240o 时， iC=Im， f1(?s，t)=F1cos(240? -?s)， 此时正波幅位于? s= 240o 处，与C相绕组轴线重合。 2) 转速： 3) 转向：基波合成磁动势的正波幅从电流相位超前的绕组轴 线转向电流相位滞后的绕组轴线，改变电流的相序 可改变其旋转方向。 对三相绕组合成磁动势的基波随时间和空间的变化规律归纳如下，当在三相对称绕组中通入三相对称电流时： (1) 三相绕组合成磁动势的基波是一个旋转磁动势波，转速为同步转速。 (2) 当某相电流达到最大值时，合成磁动势的基波的正波幅与该相绕组的轴线重合，因此磁动势的转向是从电流超前的相绕组轴线转向电流滞后的相绕组轴线。改变电流的相序即可改变磁动势的旋转方向。 (3) 合成磁动势的基波幅值的大小不随时间变化 。 第3章 交流电机的共同理论 交流电机包括感应电机和同步电机。 这两类电机的转子结构、工作原理、励磁方式 和性能虽有所不同，但是它们的定子结构、电磁过 程以及机电能量转换的机理和条件却是相同的。 本章主要研究： 2. 在正弦分布的磁场下交流绕组的感应电动势； 交流绕组的连接规律; 3. 通有正弦电流时单相绕组的磁动势； 4. 通有对称三相电流时三相绕组的磁动势。 转子励磁绕组中通以直流 电流If，产生沿电机内圆按 正弦规律分布的磁场。 3. 1 三相同步发电机的工作原理 原动机拖动转子以恒定转速 n旋转，定子各导体将感应 出正弦交流电势。 磁场(磁密)正弦分布 导体电动势 导体电动势相量 线圈电动势 三相电动势 3. 2 交流绕组 (1)在一定的材料消耗下，力求得到较大的基波电动势和基波 磁动势。 (2)要求电动势和磁动势的波形尽量接近正弦波，其中的谐波 成分尽量小。 (3)三相绕组的感应电动势必须对称，各相阻抗要平衡。 (4)绕组的绝缘和机械强度可靠，制造工艺简单，散热条件好， 维修方便。 2. 对交流绕组的具体要求是： 3. 2. 1 交流绕组的分类和构成原则 1. 交流绕组的分类 交流绕组: 按照相数分为单相和多相绕组； 按照槽内层数分为单层和双层绕组； 按照每极每相槽数分为整数槽和分数槽绕组。 3. 2. 2 关于交流绕组的基本概念 1. 电角度与机械角度 将空间一对磁极范围所对应的空间角度定义为360?电角度。 是构成交流绕组的单位，可为单匝或多匝。单层绕组的线 圈数等于槽数的一半；双层绕组的线圈数等于槽数。 2. 线圈 电角度=p?机械角度 3. 极距 相邻两磁极轴线之间沿定子内 圆周的距离称为极距?。 既可用长度表示，也可用槽数 表示，用槽数表示时， 一个极距对应于180o空间电角度。 4. 节距 ? 长距 y1 = ? 整距 ? 短距 5. 槽距角 相邻两槽之间的距离用电角度表示，称为槽距电角，简称槽距角。 同一线圈的两个线圈边之间的距离称为线圈的节距y1，通常用槽数来表示。 6. 每极每相槽数 绘出极数2p=4，槽数Q=36，相数m=3，并联支路数a =1 的等元件绕组展开图。 3.2.3 三相单层绕组 单层绕组的每个槽内放置一个线圈边，线圈数等于定子 槽数的一半。 槽电动势星形图 分相 每极每相槽数 三相绕组展开图 3. 2. 4 三相双层绕组 为了改善电动势和磁动势波形，功率较大的交流电机 通常采用双层绕组。 虽然双层绕组分为叠绕组和波绕组两大类，但是本书 只介绍叠绕组的连接方法。 双层绕组通常为短距绕