第四章交流绕组及其电动势和磁动势讲解.ppt

采用斜槽 采用斜槽后，同一根导体内的各个小段在磁场中的位置互不相同， 所以同一导体各点感应电势不同，与直槽相比，导体中的感应电势 有所变化，理论证明采用斜槽后对齿谐波大为削弱，对基波和其他 谐波也起削弱作用，为了计及这一影响，在计算各次谐波电势时， 除了考虑节距因数和分布因数外，还应考虑斜槽因数。 为了推导斜槽因数，把斜槽内导 体看为无限多根短直导体的串联。 相邻直导体间有一微小的相位差 ?(?→0)短直导体数q→∞，而 q? =β（β为整根导体斜过的电弧度） 仿照分布因数的推导方法，可 导出基波的斜槽因数为 导体斜过的距离用c表示，则 对v次谐波 可见要用斜槽消除v次谐波，只要使该次谐波的斜槽因数kskv=0即 可。 上式有很多解，但是我们希望斜槽斜过距离c越小越好，因此取 表明：斜过的距离等于该次空间谐波的波长时，导体内的v谐波的 电动势将相互抵消。 若要消除齿谐波电动势，应使 通常为使 这两个齿谐波都得到 削弱，常使 即斜过的距离恰好等于一个齿距。 其他措施 在多极同步发电机（例如水轮发电机）中，常常采用分数槽绕组来削弱齿谐波。由于每极每相槽数q=分数，所以齿谐波次数 一般为分数或偶数，而主极磁极中仅含有奇次谐波，即不存在齿谐波磁场，也就不存在齿谐波电势。 在小型电机中采用半闭口槽，中型电机中采用磁性槽楔来减小由于槽开口而引起的气隙磁导变化和齿谐波。但采用半闭口下线工艺复杂。 §6 通有正弦电流时的单相绕组的磁动势 交流绕组通过电流时，将产生磁动势和磁场。 a=1 与感应电动势的分析类似，采用由简单到复杂的顺序 整距线圈通入固定电流所产生的磁动势 整距线圈组通入固定电流所产生的磁动势 短距线圈组通入固定电流所产生的磁动势 一相绕组通入固定电流所产生的磁动势 一相绕组通入正弦电流所产生的磁动势 为简化分析，假设： 定转子铁心的磁导率无穷大，即认为铁心的磁位降忽略不计； 定转子之间的气隙均匀； 槽内电流集中于槽中心处，槽开口的影响忽略不计。 6.1整距线圈的磁动势 一个Nc匝的整距线圈（y1=?），电流ic从线圈边A流出，从X流入。 由于对称关系，此载流线圈所产生的磁场如图虚线所示。 因为铁心内的磁位降可以忽略不计，所以线圈的磁动势将全部消耗 在两个气隙内。如气隙均匀， 一个极下的磁动势fc应该为： 所以整距线圈在气隙内形成 一个一正一负、矩形分布的 磁动势波，矩形波的幅值等 于Ncic/2 图为4极磁场的情况，幅值为Ncic/2。 把整距线圈产生的周期性的矩形磁动势波 分解为基波和一系列的奇次空间谐波， 基波的幅值应为矩形波幅值的4/π。 以线圈轴线为原点，基波磁动势可写为： 6.2分布绕组的磁动势 整距分布绕组： 图为q=3的整距线圈组成的极相组，此绕组为整距分布绕组。 每个线圈的匝数为：Nc ；通入的电流为：ic 整距线圈产生的磁动势都是一个矩形波; 三个整矩线圈产生相同的矩形波磁动势，但空间位置不同。 每个线圈产生一个矩形波，将q个整距线圈产生的矩形波磁动势相加，就得到了极相组的合成磁动势。 由于线圈是分布，相邻线圈在空间相差?角，所以矩形波磁动势在空间相差?电角度。 将这些矩形波相加，得到合成磁动势是一个梯形波。 下面考虑这三个线圈的基波磁动势。 分别对三个矩形波磁动势分解， 得到三个基波磁动势，可知这三个 基波磁动势，幅值相等， 空间相差?电角度。 将三个基波磁动势相加， 得到基波合成磁动势。 由于基波磁动势在空间 为余弦规律变化， 可用空间矢量表示和运 算，于是q个线圈的基波 合成磁动势矢量，等于 各个线圈基波磁动势 矢量的矢量和。 §4正弦磁场下交流绕组的感应电动势 在交流电机中有一以ns转速旋转的旋转磁场，本节讨论旋转磁场在 空间正弦分布时，交流绕组中感应电势的公式。 由于旋转的磁场切割定子绕组，所以在定子绕组中将产生感应电势 首先求出一根导体中的感应电势，然后导出一个线圈的感应电势， 再讨论一个线圈组(极相组)的感应电势，最后推出一相绕组感应 电势的计算公式。 4.1导体的感应电势E1 下图为一台两极交流发电机，转子是直流励磁形成的主磁极（简称 主极）定子上放有一根导体，当转子由原动机拖动以后，形成一旋 转磁场。定子导体切割该旋转磁场感应电势。 设主极磁场在气隙内按正弦规律分布(实际主极磁场还含有大量谐波) B1：磁场幅值